Sebuah bola bermassa100 gram dijatuhkan dari ketinggian 5 m di atas lantai. Setelah menumbuk lantai, bola memantul setinggi 1,8 meter. Bila tumbukan berlangsungselama 0,02 detik dan percepatan gravitasi = 10 m/s^2 maka gaya rata-rata yang dikerjakan lantai pada bola adalah

Sebuah bola bermassa100 gram dijatuhkan dari ketinggian 5 m di atas lantai. Setelah menumbuk lantai, bola memantul setinggi 1,8 meter. Bila tumbukan berlangsungselama 0,02 detik dan percepatan gravitasi = 10 m/s^2 maka gaya rata-rata yang dikerjakan lantai pada bola adalah

Jawaban yang benar adalah 80 N.

Diketahui :
m = 100 g = 0,1 kg
h1 = 5 m
h2 = 1,8 m
∆t = 0,02 s
g = 10 m/s²

Ditanyakan :
Gaya rata-rata yang dikerjakan lantai pada bola (F) ?

Jawab :
Impuls merupakan hasil kali gaya dengan selang waktu pada suatu benda. Impuls juga diartikan sebagai perubahan momentum. Secara matematis impuls dituliskan dalam persamaan :
I = F x ∆t
I = ∆p
F x ∆t = m(v2 – v1)
di mana,
F : Gaya (N)
∆t : Selang waktu (s)
m : Massa benda (kg)
v2 : Kecepatan akhir (m/s)
v1 : Kecepatan awal (m/s)

Langkah yang harus dilakukan untuk menyelesaikan soal ini, yaitu :
1. Menghitung kecepatan bola saat sebelum menumbuk lantai
v1 = √ 2gh1
v1 = √ 2(10)(5)
v1 = 10 m/s
v1 = -10m/s (tanda negatif menunjukkan gerak bola ke bawah)

2. Menghitung kecepatan bola saat setelah menumbuk lantai
v² = v2² – 2gh2
0² = v2² – 2(10)(1,8)
36 = v2²
v2 = √36
v2 = 6 m/s

3. Menghitung gaya rata-rata yang dikerjakan lantai pada bola
F x ∆t = m(v2 – v1)
F x 0,02 = 0,1 (6 – (-10))
F x 0,02 = 1,6
F = 1,6 / 0,02
F = 80 N

Jadi, didapatkan bahwa gaya rata-rata yang dikerjakan lantai pada bola yaitu 80 N.

Baca Juga :  Terdapat sebuah gelombang seperti gambar berikut! Jika cepat rambat gelombang sebesar 30 m/s, tentukan frekuensi gelombang!