22 air hujan mengisi gerbong solusi

Pembina Olimpiade Fisika
davitsipayung. com

Minggu 22 (21/07/2015)
Air hujan mengisi gerbong

Sebuah gerbong bermassa m = 200 kg mula-mula meluncur di atas permukaan datar tanpa
gesekan dengan kecepatan v0 = 4 m/s . Kemudian air hujan turun dan berkumpul di dalam
gerbong dengan laju konstan Q = 20 kg/jam. Air hujan jatuh lurus ke bawah. Hitung kelajuan
gerbong setelah bergerak dalam waktu t = 5 jam!
Penyelesaian :
Misalkan gerbong bergerak searah sumbu x. Tidak ada gaya pada sumbu x karena tidak ada
gesekan. Jadi, momentum gerbong pada sumbu x selalu konstan.
Momentum awal gerbong adalah
p x ,awal  mv0
Massa total sistem ( gerbong +air) seteleh t = 5 jam adalah M  m  Qt .
Momentum akhir gerbong adalah
p x ,akhir  Mv   m  Qt  v
Kekekalan momentum pada sumbu x :
mv0   m  Qt  v
Kelajuan akhir gerbong adalah

mv0
v
 2m s
m  Qt