1) Dokumen tersebut berisi pembahasan soal fisika tentang hukum kekekalan momentum dan energi pada tumbukan benda.
2) Termasuk di dalamnya adalah rumus-rumus untuk menghitung kecepatan benda sebelum dan sesudah tumbukan, serta perubahan energi kinetiknya.
3) Diberikan juga contoh soal numerik untuk menerapkan hukum-hukum fisika tersebut dalam menyelesaikan masalah tumbukan dua
Untuk selengkapnya silahkan di
hendroagungs.blogspot.com adalah sebuah blog kumpulan materi kuliah dalam bentuk powerpoint maupun pdf dan word, bila ada kritik atau saran silahkan kontak bisnishendroagung@gmail.com
Untuk selengkapnya silahkan di
hendroagungs.blogspot.com adalah sebuah blog kumpulan materi kuliah dalam bentuk powerpoint maupun pdf dan word, bila ada kritik atau saran silahkan kontak bisnishendroagung@gmail.com
Sebuah buku foto yang berjudul Lensa Kampung Ondel-Ondelferrydmn1999
Β
Indonesia, negara kepulauan yang kaya akan keragaman budaya, suku, dan tradisi, memiliki Jakarta sebagai pusat kebudayaan yang dinamis dan unik. Salah satu kesenian tradisional yang ikonik dan identik dengan Jakarta adalah ondel-ondel, boneka raksasa yang biasanya tampil berpasangan, terdiri dari laki-laki dan perempuan. Ondel-ondel awalnya dianggap sebagai simbol budaya sakral dan memainkan peran penting dalam ritual budaya masyarakat Betawi untuk menolak bala atau nasib buruk. Namun, seiring dengan bergulirnya waktu dan perubahan zaman, makna sakral ondel-ondel perlahan memudar dan berubah menjadi sesuatu yang kurang bernilai. Kini, ondel-ondel lebih sering digunakan sebagai hiasan atau sebagai sarana untuk mencari penghasilan. Buku foto Lensa Kampung Ondel-Ondel berfokus pada Keluarga Mulyadi, yang menghadapi tantangan untuk menjaga tradisi pembuatan ondel-ondel warisan leluhur di tengah keterbatasan ekonomi yang ada. Melalui foto cerita, foto feature dan foto jurnalistik buku ini menggambarkan usaha Keluarga Mulyadi untuk menjaga tradisi pembuatan ondel-ondel sambil menghadapi dilema dalam mempertahankan makna budaya di tengah perubahan makna dan keterbatasan ekonomi keluarganya. Buku foto ini dapat menggambarkan tentang bagaimana keluarga tersebut berjuang untuk menjaga warisan budaya mereka di tengah arus modernisasi.
UNTUK DOSEN Materi Sosialisasi Pengelolaan Kinerja Akademik DosenAdrianAgoes9
Β
sosialisasi untuk dosen dalam mengisi dan memadankan sister akunnya, sehingga bisa memutakhirkan data di dalam sister tersebut. ini adalah untuk kepentingan jabatan akademik dan jabatan fungsional dosen. penting untuk karir dan jabatan dosen juga untuk kepentingan akademik perguruan tinggi terkait.
2. OSN Fisika Bedah soal
309 http://ibnu2003.blogspot.com
setelah tumbukan benda bergerak bersama dengan kecepatan
( π’ π₯ πππ π’ π¦)
maka pada sistem terjadi
Energi kinetik sistem sebelum tumbukan adalah :
πΈπ ππ€ππ =
1
2
π1 π£1
2
+
1
2
π2 π£2
2
Energi kinetik sistem setelah tumbukan adalah :
πΈπ ππβππ =
1
2
( π1 + π2)(π’ π₯
2
+ π’ π¦
2
)
πΈπ ππβππ =
1
2
( π1 + π2)[(
π1 π£1
(π1 + π2)
)
2
+ (
π2 π£2
(π1 + π2)
)
2
]
πΈπ ππβππ =
1
2
( π1 + π2)(
π1
2
π£1
2
+ π2
2
π£2
2
(π1 + π2)2
)
πΈπ ππβππ =
1
2
(
π1
2
π£1
2
+ π2
2
π£2
2
π1 + π2
)
banyaknya Energi yang hilang merupakan perubahan energi
kinetik, sehingga :
βπΈπ = πΈπ ππ€ππ β πΈπ ππβππ
βπΈπ =
1
2
[( π1 π£1
2
+ π2 π£2
2) β (
π1
2
π£1
2
+ π2
2
π£2
2
π1 + π2
)]
β΄ βπΈπ = [
π1 π2
2(π1 + π2)
](π£1
2
+ π£2
2
)
3. OSN Fisika Bedah soal
310 http://ibnu2003.blogspot.com
53. Pembahasan
a. kecepatan kedua mobil sesaat setelah tumbukan
mobil A dan B identik ( π π΄ = π π΅ = π) dengan kecepatan
kedua mobil sebelum tumbukan masing-masing ( π£ π΄ = 0; π£ π΅ =
π£0), setelah setelah tumbukan B menempel A dengan
kecepatan ( π£)
hukum kekekalan momentum linier
π π΄ π£ π΄ + π π΅ π£ π΅ = ( π π΄ + π π΅) π£
ππ£0 = ( π + π) π£ β π£ =
π£0
2
b. penentuan jarak pegas tertekan oleh kedua mobil sesaat
akan berhenti, maka energi potensial pegas berbanding
dengan energi kinetik kedua mobil (hukum kekekalan energi
mekanik)
1
2
ππ₯ πππ
2
=
1
2
(π π΄ + π π΅)π£2
ππ₯ πππ
2
= (2π) π£2
β π₯ πππ = π£β
2π
π
β΄ π₯ πππ = π£0β
π
2π
c. kecepatan anguler yang terjadi pada pegas
π = β
π
2π
β
2π
π
= β
π
2π
β π = 2πβ
2π
π
waktu yang dibutuhkan mobil A untuk kembali pada posisi
x=0, menjadi setengah dari periode untuk kembali ke posisi
semula
β΄ π‘1 =
π
2
=
2π
2
β
2π
π
= πβ
2π
π
B A
4. OSN Fisika Bedah soal
311 http://ibnu2003.blogspot.com
d. posisi mobil berbanding dengan persamaan posisi pegas
sebagai gerak getaran
π¦( π‘) = π΄π ππππ‘ β π₯( π‘) = π΄π ππππ‘
kecepatan komponen x adalah :
π£( π‘) = π΄ππππ ππ‘(πππ ππ‘ = 1 β ππππ πππ’π)
π£( π‘) = π΄π = π£ =
π£0
2
, ππππ βΆ
π£0
2
= π΄π β π΄ =
π£0
2π
kita kembalikan kepersamaan x(t)
π₯( π‘) = π΄π ππππ‘ =
π£0
2π
π ππππ‘
β΄ π₯( π‘) = π΄π ππππ‘ =
π£0
2
β
2π
π
π ππβ
π
2π
π‘
54. Pembahasan
π1 = π2 = π; π£π = 3ππ β1
π2 = ππ’ππ β ππ’ππ ππππ; π£ = 0
setelah tumbukan
π1 β π£1 β π1 = 300
π2 β π£2 β π2
kita pilih sumbu x dan y seperti gambar diagram berikut
persamaan hukum kekekalan momentum sumbu-x
ππ£π + ππ£ = ππ£1 πππ π1 + ππ£2 πππ π2
π£π = π£1 πππ π1 + π£2 πππ π2
π£2 πππ π2 = π£π β π£1 πππ π1 β¦1)
persamaan hukum kekekalan momentum sumbu-y
π2
π£1
π£2
π1
π¦
π₯
π¦
π₯
π£2 π ππ π2
π£1 πππ π1
π£1 π ππ π1
π£2 πππ π2
π ππ π’ππβ π‘π’πππ’πππ
π£π
π πππππ’π π‘π’πππ’πππ
6. OSN Fisika Bedah soal
313 http://ibnu2003.blogspot.com
55. Pembahasan
sebelum tumbukan
partikel bermassa ( π1; π£0)
partikel bermassa ( π2; π£0 = 0)
setelah tumbukan
partikel bermassa ( π1; π£1
β²
= 3π£0/5)
partikel bermassa ( π1; π£2
β²
= π£0/5; π = 900
)
cara cepat
persamaan hukum kekekalan momentum
π π₯ = π1
β²
; π π¦ = π2
β²
π1ββββ + π2ββββ = πβ²1π₯
βββββββ + πβ²2π¦
ββββββββ
π1 = β π1
β² 2
+ π2
β² 2
+ 2π1
β²
π2
β²
πππ 900
π1
2
π£0
2
= π1
2( π£1
β² )2
+ π2
2( π£2
β² )2
π1
2
π£0
2
= π1
2
π£0
2
(
3
5
)
2
+ π2
2
π£0
2
(
1
5
)
2
(
4
5
)
2
π1
2
= π2
2
(
1
5
)
2
β΄
π2
π1
= 4
cara lain
untuk menyelesaikan soal ini menggunakan perkalian dot dari
aljabar momentum. dengan memisalkan bahwa momentum awal
( π0) dan momentum akhir adalah ( πβ²βββ
1) dan ( πβ²βββ
2). hukum
kekekalan momentum linier menjadi
π0 = πβ²βββ
1 + πβ²βββ
2
persamaan ini dikuadratkan sama dengan perkalian dot,
sehingga
π0. π0 = (πβ²βββ
1 + πβ²βββ
2). (πβ²βββ
1 + πβ²βββ
2)
π0
2
= π1
2
+ π2
2
+ 2πβ²βββ
1. πβ²βββ
2
arah kedua momentum akhir partikel tegak lurus, sehingga
( πβ²βββ
1. πβ²βββ
2 = 0). maka persamaannya menjadi
π0
2
= π1
2
+ π2
2
π1
2
π£0
2
= π1
2( π£1
β² )2
+ π2
2( π£2
β² )2
7. OSN Fisika Bedah soal
314 http://ibnu2003.blogspot.com
[ π1
2
π£0
2
= π1
2
π£0
2
(
3
5
)
2
+ π2
2
π£0
2
(
1
5
)
2
]
1
π£0
2
π2
2
(
1
5
)
2
= π1
2
β π1
2
(
3
5
)
2
= π1
2
(
4
5
)
2
π2
2
(
1
5
)
2
= π1
2
(
4
5
)
2
β΄
π2
π1
= 4
56. Pembahasan
perhatikan diagram gerak ketiga benda !
a. besar tegangan tali sesaat bola besar dikenai tumbukan
bahwa gerak sistem dengan kerangka acuan bola M, dua bola
kecil bermassa m bergerak melingkar tidak beraturan dengan
kecepatan awal (βπ£). Percepatan benda M tegak lurus
dengan percepatan bola kecil. Sehingga, tegangan tali
sebanding gaya sentripetal
β΄ π = πΉπ =
ππ£2
πΏ
b. besar tegangan tali sesaat kedua bola kecil akan bertemu.
kedua bola kecil bergerak melingkar disekitar bola besar,
tetapi kecepatannya tidak konstan. Bola besar memiliki
percepatan ( π π) yang belum diketahui. Tegangan Tali (
π2 ) sesaat kedua bola kecil bertemu
gerak translasi sistem
Ξ£πΉ = ππ π β 2π2 = ππ π
Ξ£πΉ = ππ π β 2π2 = ππ π
π π =
2π2
π
β¦ 1)
π
ππ
π π
π£
βπ£ βπ£
8. OSN Fisika Bedah soal
315 http://ibnu2003.blogspot.com
kita tinjau gerak melingkar bola kecil
π2 + ππ π =
ππ£π₯
2
πΏ
β¦2)
pers 1) masuk pers 2) maka :
π2 + π (
2π2
π
) =
ππ£π₯
2
πΏ
π2
π + 2π
π
=
ππ£π₯
2
πΏ
π2 =
πππ£π₯
2
πΏ(π + 2π)
β¦3)
( π£π₯) merupakan kecepatan bola kecil relatif terhadap bola
besar dalam arah horizontal.
Energi kinetik awal pada sistem adalah :
πΈπ ππ€ππ =
1
2
ππ£2
β¦4)
Energi kinetik akhir diketahui dari kecepatan pusat massa
sepanjang arah vertikal adalah ( π£π), dengan hukum
kekekalan momentum sebesar
ππ£ = (π + 2π)π£π
π£π =
ππ£
π + 2π
β¦5)
π£π₯ = πππππππ‘ππ ππππ πππππ π ππ₯
π£π = πππππππ‘ππ ππππ πππππ π ππ¦
sehingga hukum kekekalan enegi kinetiknya menjadi
1
2
(2π)( π£π₯
2
+ π£π
2) +
1
2
ππ£π
2
=
1
2
ππ£2
β¦7)
ππ£π₯
2
+ (
π + 2π
2
)(
ππ£
π + 2π
)
2
=
1
2
ππ£2
ππ£π₯
2
+ (
π + 2π
2
)(
π2
π£2
(π + 2π)2
)
2
=
1
2
ππ£2
ππ£π₯
2
+
π2
π£2
2(π+ 2π)
=
1
2
ππ£2
9. OSN Fisika Bedah soal
316 http://ibnu2003.blogspot.com
π£π₯
2
=
π( π + 2π) π£2
β π2
π£2
2π(π + 2π)
π£π₯
2
=
ππ£2
2π
[
2π
π + 2π
]β¦8)
substitusikan pers 8) ke pers 3)
π2 =
ππ
πΏ(π + 2π)
π£π₯
2
β΄ π2 =
π2
ππ£2
πΏ(π + 2π)2
57. Pembahasan
a. penentuan kecepatan palu dan pancang setelah tumbukan.
kecepatan palu sesaat sebelum menumbuk pancang adalah :
π£ = β2πβ = β2ππ¦
π = πππ π π ππππ’
π = πππ π π πππππππ
setelah tumbukan palu dan pancang bergerak bersama
dengan kecepatan sama besar disebut ( π£β²). Maka
hukum kekekalan momentum linier menjadi
ππ£ = (π + π)π£β²
β΄ π£β²
=
π
π + π
π£(π£ = β2ππ¦)
maka :
β΄ π£β²
=
π
π + π
β2ππ¦
b. penentuan besar gaya gesek
resultan gaya yang bekerja pada palu dan panjang adalah :
Ξ£πΉ = π β ( π + π) π
( π) merupakan gaya gesek tanah
π
π
π¦
10. OSN Fisika Bedah soal
317 http://ibnu2003.blogspot.com
Hukum kekekalan energi yang berlaku adalah : usaha gaya
gesek berbanding dengan perubahan energi kinetik
π = ΞπΈπ
Ξ£πΉπ = πΈπ ππβππ β πΈπ ππ€ππ
[π β ( π + π) π]π =
1
2
(π + π)π£β²2
β 0
π =
( π + π) π£β²2
+ 2π( π + π) π
2π
β΄ π =
π£β²2
2π
( π + π) + ( π + π) π
untuk ( π£β²
=
π
π+π
β2ππ¦), maka :
π =
1
2π
(
π
π + π
β2ππ¦)
2
( π + π) + ( π + π) π
β΄ π = ( π + π) π +
ππ¦
π
[
π2
π + π
]
c. penentuan waktu pancang menembus tanah.
tumbukan terjadi karena adanya perubahan momentum yang
berbanding dengan impulsnya
Ξ£πΉβπ‘ = βπ
βπ‘ =
βπ
Ξ£πΉ
=
π ππβππ β π ππ€ππ
Ξ£πΉ
=
π ππβππ
Ξ£πΉ
βπ‘ =
( π + π) π£β²
( π + π) π +
ππ¦
π
[
π2
π + π
] β ( π + π) π
βπ‘ =
( π + π)
ππ¦
π
[
π2
π + π
]
π
π + π
β2ππ¦
β΄ βπ‘ = (
π + π
π
) πβ
2
ππ¦
d. penentuan energi kinetik yang hilang karena tumbukan.
ΞπΈπ = πΈπ ππ€ππ β πΈπ ππβππ
ΞπΈπ =
1
2
ππ£2
β
1
2
(π + π)π£β²2
12. OSN Fisika Bedah soal
319 http://ibnu2003.blogspot.com
59. Pembahasan
a. jarak total D oleh bola sesaat akan berhenti.
kecepatan bola sesaat menumbuk pertama kali
π£0 = ββ2πβ0
kecepatan bola setealah menumbuk pertama
π£1 = ππ£0 = β2πβ0 = β2πβ1
kecepatan bola setelah menumbuk kedua
π£2 = ππ£1 = β2πβ1 = β2πβ2,
pembuktian
π =
π£1
π£0
=
β2πβ1
β2πβ0
= β
β1
β0
βͺβ« π =
π£2
π£1
=
β2πβ2
β2πβ1
= β
β2
β1
urutan bilangan bulat ( π = 1,2,3β¦)
β΄ π = β
βπ
βπβ1
sehingga
β π = π2π
β0(1,2,3,β¦)
π· = β0 + 2(β1 + β2 + β3 + β―)
π· = β0 + 2(π2
β0 + π4
β0 + π6
β0 + β―)
π· = β0 + 2π2
β0(1 + π2
+ π3
+ β―)
π· = β0 + 2π2
β0
1
1 β π2
= β0(1+ 2
(1 β π2) + 2π2
1 β π2
)
π· = β0 + 2π2
β0
1
1 β π2
= β0 (
1 + π2
1 β π2
)
b. waktu bola yang ditempuh sampai dengan sesaat akan
berhenti.
waktu bola turun pertama kali
π‘0 = β
2β0
π
waktu bola bergerak setelah tumbukan ke-n adalah
π‘ π = π π
β
2β0
π
= π π
π‘0
13. OSN Fisika Bedah soal
320 http://ibnu2003.blogspot.com
waktu bola naik sama besarnya dengan waktu turun setelah
tumbukan
π‘ π = π π
π‘0
sehingga
π = π‘0 + 2(π‘1 + π‘2 + π‘3 + β―)
π = π‘0 + 2(ππ‘0 + π2
π‘0 + π3
π‘0 + β―)
π = π‘0 + 2ππ‘0(1+ π + π2
+ β―)
π = π‘0(1+ 2
π
1 β π
)
π = π‘0 (
1 + π
1 β π
) = (
1 + π
1 β π
)β
2β0
π
c. kelajuan rata-rata bola
π£Μ =
π·
π
=
β0 (
1 + π2
1 β π2)
(
1 + π
1 β π
)β
2β0
π
π£Μ = (
1 + π2
1 β π2
) (
1 β π
1 + π
)β
πβ0
2
β΄ π£Μ = [
1 + π2
(1 + π)2
]β
πβ0
2
60. Pembahasan
a. tinggi maksimum yang dicapai kedua bola
dari hukum kekekalan energi tinggi yang dicapai adalah
π£ = β2πβ
β
14. OSN Fisika Bedah soal
321 http://ibnu2003.blogspot.com
dari hukum kekekalan momentum linier
π ππ€ππ = π ππβππ
ππ£ = 2ππ β π =
π£
2
dari hukum kekekalan energi mekanik
1
2
(2π) π2
= 2ππββ²
π2
= 2πββ² β (
π£
2
)
2
= 2πββ²
π£2
4
= 2πββ²
β ββ²
=
π£2
8π
β΄ ββ²
=
2πβ
8π
=
β
4
b. besar massa ( π2)
kecepatan ( π1) sebelum tumbukan adalah (π£ = β2πβ)
dari hukum kekekalan momentum linier
π1 π£ = ( π1 + π2) π
π = πππππππ‘ππ ππππ’ππππ
π£
π
=
π1 + π2
π1
setelah tumbukan bola kedua naik sebesar h/3
dari hukum kekekalan energi diperoleh
π = β
2πβ
3
maka :
β3 =
π1 + π2
π1
β π1β3 = π1 + π2
β΄ π2 = π1(β3β 1)
c. karena energi kekal danmomentum kekal, maka masing-
masing benda akan kembali ke ketinggian semula
d. penentukan kecepatan masing-masing bola
π1 = 3π2
dari hukum kekekalan momentum
π1 π£0 = π1 π£1 + π1 π£2
3π2 π£0 = 3π2 π£1 + π1 π£2
3π£0 = 3π£1 + π£2