Page 41 - Modul 2 Dinamika

Contoh Soal Lanjutan dari contoh 1, apabila pada saat di x = 0,0 meter benda memiliki
laju 2,0 meter/detik dan gaya F adalah gaya satu-satunya yang bekerja pada
benda itu, berapakah impuls yang diberikan oleh gaya F selama jangka
waktu itu (dari saat benda di titik x = 0,0 meter sampai x = 1,0 meter)?

Jawaban Apabila gaya F adalah satu-satunya gaya yang bekerja pada benda, maka
impuls yang diterima oleh benda akibat bekerjanya gaya F sama dengan
perubahan momentum benda. Momentum benda saat berada di x = 0,0 ialah
(20 kg)(2,0 meter/detik) = 40 kg.m/dt. Besarnya kecepatan benda saat
berada di x = 1.0 meter dapat dihitung dengan menggunakan teorema usaha-
energi kinetik, yaitu bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya F harus sama
dengan perubahan energi kinetik benda yang dirumuskan sebagai berikut
W = Ek = Ek1,0 - Ek0,0 = (1/2)mv1 - (1/2)mv0 .
2
2

Oleh karena itu,
1,775 J = (1/2)mv1 - (1/2)(20 kg)(2,0 m/dt)
2
2
Atau
(1/2)mv1 = 1,775 J + 40 J = 41,775 J.
2
Dengan demikian, v1 = , 2 1775 m/dt = 2,04389 m/dt dan momentum

benda saat di titik x = 1,0 meter adalah (20kg)(2,04389m/dt) = 40,8779
kgm/dt. Oleh karena itu, impuls yang didapakan oleh benda dari gaya F
adalah 40,8779 kg.m/dt – 40 kg.m/dt = 0,8779 kgm/dt.

Contoh Soal Suatu balok kayu bermassa m bergerak lurus beraturan dengan laju v 0 ke
arah sumbu x positif. Pada saat berada di koordinat x = x0, balok kayu
tersebut oleh karena sesuatu karena mengalami perlambatan a yang tetap.
Dengan adanya perlambatan ini balok kayu tersebut berkurang kelajuannya.
Oleh karena itu berkurang pula energi kinetiknya. Hitunglah seberapa besar
balok kayu tersebut telah kehilangan energi kinetiknya saat berada di x = x1!

Jawaban Pada saat berada di titik x = x0, balok kayu memiliki energi kinetik sebesar
Ek0 = (1/2) mv0 .
2
Misalkan pada saat berada di titik x = x1, balok kayu memiliki laju sebesar v1.
Oleh karena itu, energi kinetik balok kayu saat itu diberikan oleh
Ek1 = (1/2) mv1 .
2
Dalam kasus ini, balok kayu akan mengalami perubahan energi kinetik
sebesar
Ek = Ek1 – Ek0 = (1/2) m(v1 - v0 ).
2
2

36
Modul 2 DINAMIKA PARTIKEL