Balok di Ruangan Berisi Gas

Tinjau suatu sistem balok bermassa sangat besar $M$ yang dikelilingi oleh partikel-partikel kecil (gas) dengan asumsi keduanya hanya dapat bergerak dalam satu dimensi saja, misalkan sumbu $x$. Balok bergerak ke arah $x$ positif dengan kecepatan sebesar $v$ dan partikel-partikel gas bergerak seragam ke arah $x$ negatif dengan kecepatan sebesar $u$. Jika balok memiliki luas penampang $A$ dan partikel memiliki rapat massa $\rho$. $d$$m$ (a) Tentukan laju massa gas per waktu, $d$$t$ , yang menumbuk balok dengan asumsi massa balok jauh lebih besar dari pada massa partikel gas! $d$$m$ (b) Tuliskan laju perubahan kecepatan balok terhadap massa gas yang menumbuk, $d$$v$ , sebagai fungsi dari $u$, $v$, dan besaran-besaran lain yang diketahui! (c) Tinjau kasus dimana $u$ $\gg$ $v$! Bagaimanakah bentuk gaya hambat yang diterima oleh balok akibat tumbukan dengan gas? (d) Tinjau kasus dimana $u$ $\ll$ $v$! Bagaimanakah bentuk gaya hambat yang diterima oleh balok akibat tumbukan dengan gas? a. Tentukan laju massa gas per waktu, $d$$t$ , yang menumbuk balok dengan asumsi massa balok jauh lebih besar dari pada massa partikel gas! $d$$m$ b. Tuliskan laju perubahan kecepatan balok terhadap massa gas yang menumbuk, $d$$v$ , sebagai fungsi dari $u$, $v$, dan besaran-besaran lain yang diketahui! c. Tinjau kasus dimana $u$ $\gg$ $v$! Bagaimanakah bentuk gaya hambat yang diterima oleh balok akibat tumbukan dengan gas? d. Tinjau kasus dimana $u$ $\ll$ $v$! Bagaimanakah bentuk gaya hambat yang diterima oleh balok akibat tumbukan dengan gas?