Lembar kerja ini mencakup topik SL terpilih untuk mata kuliah yang pertama kali dievaluasi pada 2025; ini bukan seluruh silabus.
Prasyarat: baca kuantitas dan satuan yang ditentukan, serta gunakan aritmatika dan kondisi model di bawah ini.
Contoh-contoh ini orisinal dan fiksi: mereka bukan pengukuran nyata atau investigasi mahasiswa sungguhan.
2.2
Gaya, momentum, dan pengereman aman
Apa yang akan menjelaskan observasi ini?
Penumpang terus bergerak ketika kendaraan mengerem. Sabuk pengaman menyediakan gaya yang diperlukan untuk mengubah momentum penumpang.
Bangun modelnya
Gaya resultan menyebabkan percepatan, bukan gerakan itu sendiri.
Momentum adalah massa dikalikan dengan kecepatan.
Untuk sistem terisolasi, total momentum kekal meskipun energi kinetik tidak kekal.
momentum: Massa dikalikan dengan kecepatan.
gaya resultan: Jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada suatu benda.
Impuls yang sama, 600 N s, jika disebar dalam waktu lebih lama memerlukan gaya yang lebih kecil
Pilih bukti yang dapat mengujinya
Impuls sama dengan perubahan momentum.
Meningkatkan waktu pengereman untuk perubahan momentum yang sama mengurangi gaya rata-rata.
Identifikasi gaya eksternal sebelum menerapkan kekekalan momentum.
Di laboratorium: Buat diagram benda bebas yang hanya memuat gaya-gaya pada objek yang dipilih. Untuk pengukuran pegas, tambahkan beban secara bertahap dalam batas elastis dan ukur pertambahan panjang dari posisi tanpa beban.
Bekerja dari kuantitas yang diketahui
Diketahui: penumpang 60 kg melambat dari 10 hingga 0 meter per detik dalam 0.50 s. Δp = m(v-u) = 60(0-10) = -600 kg meter per detik.
Gaya rata-rata F = Δp/Δt = -600/0.50 = -1,200 N.
Tanda menunjukkan bahwa gaya berlawanan arah dengan gerakan awal.
Giliran Anda: Kereta dorong 2 kg bergerak pada kecepatan 3 meter per detik. Tentukan momentumnya.
Periksa kesimpulan dan batasannya
Gaya seimbang tidak mengharuskan benda berada dalam keadaan diam.
Massa dan berat memiliki satuan serta makna yang berbeda.
Tidak benar: Benda yang bergerak dengan kecepatan konstan harus memiliki gaya resultan tak nol. Berdasarkan hukum pertama Newton, kecepatan konstan—termasuk gerak tetap—berarti gaya RESULTAN nol. Gaya dapat hadir, namun saling menyeimbangkan; gaya resultan tak nol akan mengubah kecepatan.
Kunci:
Gaya resultan menyebabkan percepatan, bukan gerakan itu sendiri.
Impuls sama dengan perubahan momentum.
Perhatikan: gaya seimbang tidak mengharuskan benda berada dalam keadaan diam.
Tulis dari momentum 21 kilogram meter per detik
Kereta dorong 3 kg bergerak pada 7 meter per detik dan berhenti dalam 0.30 s.
Hitung momentum dan gaya rata-rata. Kecepatan konstan memerlukan resultan gaya nol.
Tuliskan dari perubahan momentum 6 kilogram meter per detik
Bola 0.50 kg kecepatannya berbalik dari +6 ke −6 meter per detik dalam waktu 0.25 s.
Perubahan momentum adalah 0.50 × (−12) = −6 kg m s⁻¹, sehingga gaya rata-rata adalah −6 ÷ 0.25 = −24 N — pembalikan arah mengubah momentum sebesar dua kali nilai satu arah.
Tuliskan dari jarak berhenti terbagi 36 meter
Pada kecepatan 20 m s⁻¹, pengemudi bereaksi selama 0.60 s, lalu mengerem sejauh 24 m.
Jarak reaksi 20 × 0.60 = 12 m, total 12 + 24 = 36 m — kelelahan menambah suku pertama, rem aus menambah suku kedua.
Tuliskan dari total yang kekal
Troli 2 kg dengan kecepatan 3 m s⁻¹ tersambung dengan troli diam bermassa 1 kg.
Momentum total 6 kg m s⁻¹ = 3 kg × v, sehingga v = 2 m s⁻¹ — pasangan tersebut berbagi momentum; yang lebih cepat tidak menyimpannya sendiri.
Jelajahi
Same impulse, different stopping time
Start with the 60 kg passenger stopping from 10 m/s in 0.50 s. Compare a longer change time; signed momentum change stays fixed while average force changes.
