Energi kinetik yang hilang sebesar 21,5 %.

Pembahasan.

Momentum merupakan besaran yang berhubungan dengan kecepatan dan massa suatu benda.

Besarnya momentum sebanding dengan massa dan kecepatan benda tersebut.

Persamaan momentum adalah :

Momentum sering juga disebut dengan tumbukan.

Ada 3 jenis tumbukan yaitu :

•    Tumbukan Lenting sempurna
•    Tumbukan Sebagian
•    Tumbukan tidak lenting sama sekali.

Hukum kekekalan momentum :

•    Hukum kekekalan momentum pada sumbu x

•    Hukum kekekalan momentum pada sumbu y

Diketahui :

Sebelum tumbukan :

massa benda A (ma) = 0,3 kg

kecepatan benda 1 (va) = 0 m/s

massa benda B (mb) = 0,2 kg

kecepatan benda 2 (vb) = 2 m/s

Setelah tumbukan :

kecepatan benda B (v'b) = v₁ m/s

Sudut benda B (β) = 53°

kecepatan benda A (v'a) = v₂ m/s

sudut benda A (α) = 360° - 327° = 37°

Ditanya :

Energi kinetik yang hilang

Penyelesaian :

Besarnya energi kinetik yang hilang dalam tumbukan bisa dicari dengan cara sebagai berikut :

• menentukan kecepatan benda A dan B setelah tumbukan

Mencari kecepatan benda A dan B setelah tumbukan bisa menggunakan persamaan pada hukum kekekalan momentum yaitu :

Hukum kekekalan momentum pada sumbu Y. (perhatikan gambar)

ma v'a sin α - mb v'b sin β = 0

masukkan besaran yang sudah diketahui menjadi :

0,3 kg v₂ m/s sin 37° = 0,2 kg v₁ m/s sin 53°

0,3 v₂ (0,6) = 0,2 v₁ (0,8)

0,18v₂  = 0,16 v₁

9v₂ = 8v₁

v₁ = 9/8 v₂   ...(1)

Hukum kekekalan momentum pada sumbu x.

mb vb = ma v'a cos α + mb v'b cos β

0,2 kg 2 m/s = 0,3 kg v₂ m/s cos 37° + 0,2 kg v₁ m/s cos 53°

0,4 = 0,3 v₂ (0,8) + 0,2 v₁ (0,6)

0,4 = 0,24 v₂ + 0,12 v₁  

1 = 0,6v₂ + 0,3v₁ ...(2)

Subtitusikan (1) ke (2) untuk mencari v₁.

1 = 0,6v₂ + 0,3 v₁

1 = 0,6 v₂ + 0,3 (9/8 v₂)

1 = 0,6 v₂ + 2,7/8 v₂

8 = 4,8v₂ + 2,7v₂

8 = 7,5 v₂

v₂ = 8/7,5 m/s

v₂ = 16/15 m/s

Jadi, benda bermassa 0,3 kg setelah tumbukan memiliki kecepatan v₂ = 16/15 m/s.

Subtitusikan v₂ ke persamaan (1), sehingga :

v₁ = 9/8 v₂

v₁ = 9/8 (16/15 m/s)

v₁ = 18/15 m/s

Jadi kecepatan benda B setelah tumbukkan sebesar v₁ = 18/15 m/s.

• menentukan energi kinetik

Energi kinetik sebelum tumbukan :

Ek = 1/2 mb vb²

Ek = 1/2 0,2 kg (2 m/s)²

Ek = 0,1 (4) J

Ek = 0,4 J

Energi kinetik setelah tumbukan.

Ek' = 1/2 ma v'a² + 1/2 mb v'b²

Ek' = 1/2 0,3 kg (16/15 m/s)² + 1/2 0,2 kg (18/15 m/s)²

Ek' = 0,17 J + 0,144 J

Ek' = 0,314

Energi kinetik yang hilang :

ΔEk = EK - Ek'

ΔEk = 0,4 J - 0,314 J

ΔEk = 0,086 J

Persentase Energi kinetik yang hilang

% = (ΔEk/Ek) x 100 = (0,086 J / 0,4 J ) x 100%

% = 0,215 x 100%

% = 21,5 %

Kesimpulan :

Energi kinetik yang hilang sebesar 21,5 %.

Pelajari Lebih Lanjut :

1. Materi tentang "Momentum" : yomemimo.com/tugas/20857991
2. Materi tentang "Momentum" : yomemimo.com/tugas/20861988
3. Materi tentang "Momentum" : yomemimo.com/tugas/20694502
4. Materi tentang "Momentum" : yomemimo.com/tugas/20608197

===========\\(^_^)//==========

DETAIL JAWABAN.

Kelas                           : X

Mata Pelajaran          : Fisika

Materi                         : 9. Momentum dan Impuls

Kode Kategorisasi      : 10 . 6 . 9

Kata Kunci :

Benda, massa, kecepatan, sebelum, setelah, tumbukan, momentum, komponen x, komponen y, sudut, persamaan.