Sebuah balok bermassa M terletakpada sebuah meja. Balok tersebut didorong oleh sebuah pegas yang sebelumnya memendek sebesar x . Pegasmemiliki konstanta pegas k dan salahsatu ujungnya terikat padasebuahdinding. Jika balok bergeser sejauh d maka: Energi mekanik sistem adalah kekal. Perubahan energi potensial pegas sama dengan 2 1 ​ k x 2 . Kecepatan balok ketika meninggalkan pegas adalah x M k ​ ​ . Besar usahaoleh gayagesekadalah μ k ​ M g d . Manakah pernyataan yang benar? (SBMPTN 2017)

Pembahasan

Diketahui: Sebuah pegas yang terikat salah satu ujungnya dan sebuah balok di atas meja m ba l o k ​ = M k p e g a s ​ = k Δ x = x s ba l o k ​ = d Ditanya: Pernyataan yang benar = ...? Penyelesaian: Analisis setiap pernyataan sebagai berikut. (1) (SALAH) Pada soal dikatakan bahwa balok bergeser sejauh d maka secara tidak langsung (tersirat) permukaan meja adalah kasar, karena seharusnya jarak tempuh balok adalah x . Dari informasi ini, disimpulkan bahwa energi mekanik sistem tidak kekal. (2) (BENAR) Awalnya pegas memendek kemudian kembali ke posisi semula, sehingga perubahan energi potensial dirumuskan oleh: Δ EP = 2 1 ​ k x 2 . (3) (SALAH) Berdasarkan teorema usaha-energi, besar kecepatan balok ketika meninggalkan pegas adalah: EP = E K + W g ese k ​ 2 1 ​ k x 2 = 2 1 ​ M v 2 + ( f g ese k ​ × s ba l o k ​ ) v = M k x 2 − ( 2 × f g ese k ​ × d ) ​ ​ . (4) (BENAR) Apabila permukaan meja kasar dengan koefisien gesekan dianggap sebagai μ k ​ , maka besar usaha olehgayagesekadalah μ k ​ M g d . Dengan demikian, pernyataan yang benar adalah2 dan 4 SAJA yang benar. Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah C.