Bola biliar bermassa 0,16 kg menumbuk dinding batas meja dengan kecepatan 20 m/s dan arah yang membentuk sudut 30° terhadap garis batas. Jika tumbukan dianggap lenting sempurna dengan waktu kontak 0,01 detik maka besar gaya yang diberikan oleh bola biliar terhadap dinding adalah .... A. 160 N D. 320√3 N B. 160√3 N E. 320√2 N C. 320 N

<p>Jawabannya adalah C. 320 N.</p><p>&nbsp;</p><p>Diketahui:</p><p>m = 0,16 kg</p><p>v = 20 m/s</p><p>α = 30° terhadap bidang</p><p>e = 1 (lenting sempurna)</p><p>t = 0,01 s</p><p>&nbsp;</p><p>Ditanya:</p><p>F = ...?</p><p>&nbsp;</p><p>Jawab:</p><p>Soal ini menggunakan konsep impuls. Impuls adalah peristiwa bekerjanya gaya pada suatu benda dalam waktu yang singkat atau hanya sesaat. Impuls juga merupakan perubahan momentum. Rumusnya:</p><p>I = Δp</p><p>F t = m (v' - v)</p><p>dimana:</p><p>I = impuls (Ns)</p><p>Δp = perubahan momentum (Ns)</p><p>F = gaya (N)</p><p>t = waktu (s)</p><p>v= kecepatan awal (m/s)</p><p>v'= kecepatan setelah pantulan (m/s)</p><p>&nbsp;</p><p>Pembahasan:</p><p>Kecepatan awal yang tegak lurus bidang</p><p>v = v sin α</p><p>kecepatan setelah pantulan yang tegak lurus bidang</p><p>e = -(Δv')/Δv&nbsp;</p><p>karena dinding diam, maka</p><p>e = -(0 - v')/(0 - v)</p><p>v' = - e v</p><p>v' = -1 vsin α</p><p>v' = - v sin α&nbsp;</p><p>&nbsp;</p><p>Sehingga besarnya gaya yaitu:</p><p>I = ∆p</p><p>F t = m (v' - v)</p><p>F t = m (- v sin α - v sin α)</p><p>F t = - 2 m v sin α</p><p>F = - (2 mv sin α)/t</p><p>F = (2 (0,16) (20) (½))/ 0,01</p><p>F = 320 N</p><p>&nbsp;</p><p>Jadi, besar gaya yang diberikan oleh bola biliar terhadap dinding adalah 320 N. Sehingga, jawaban yang tepat adalah C.</p>