24 pengaruh gaya konstan pada partikel solusi

Pembina Olimpiade Fisika
davitsipayung. com

Minggu 24 (6/08/2015)
Pengaruh gaya konstan pada partikel

Sebuah partikel bermassa m bergerak satu dimensi dalam pengaruh satu gaya konstan belum
2
diketahui F . Kecepatan partikel yang dihasilkan adalah v  t   v0 1  Tt  Tt 2  iˆ dimana v0 dan
T konstan. Semua jawaban anda dinyakan dalam besaran m,v0 dan T.
a. Hitung kerja yang dilakukan oleh gaya F pada partikel dari t = 0 sampai t = 2T.
b. Hitung gaya rata-rata pada partikel pada partikel F dari t = 0 sampai t = 2T.
c. Hitung gaya F pada partikel dari t = 0 sampai t = 2T.
Penyelesaian :
a.

Teorema kerja-energi adalah kerja yang dilakukan oleh gaya F sama dengan perubahan
energi kinetik partikel. Kecepatan awal partikel (t=0) dan kecepatan akhir partikel (t =
2T) :
2
v  v 1  0  0 2   v iˆ

awal

0

T

0

T

vakhir  v0 1  2TT 

4T 2
T2

  v0 iˆ

Jadi,
2
2

W  EK akhir  EK awal  12 mvakhir
 12 mvawal
 12 mv02  12 mv02  0
b.

Teorema impuls-momentum adalah impuls yang bekerja pada partikel sama dengan
perubahan momentum partikel.

I  F t   p

c.

Gaya rata-rata pada partikel pada partikel F dari t = 0 sampai t = 2T :
mv
m
p m
F

 vakhir  vawal    v0iˆ  v0iˆ    0 iˆ
2T

2T
t 2T
Hukum kedua Newton:

F  ma
Percepatan partikel:
dv
a
 v0  T1  T22t  iˆ
dt
Percepatan partikel pada t = 0,5 T adalah a  v0  T1  T12  iˆ  0 , sehingga F  0 .