Watana A

14 Januari 2023 17:51

Iklan

Watana A

14 Januari 2023 17:51

Pertanyaan

Sebuah batang berbentuk silinder bermassa 660 g dan memiliki panjang 126 cm. Batang tersebut digantungkan pada sumbu putar seperti tampak pada gambar di samping. Pada batang tersebut ditembakkan sebuah peluru yang bermassa 20 g secara mendatar. Kelajuan minimum peluru yang diperlukan agar peluru bersarang tepat di pusat batang dan batang dapat berputar satu putaran penuh adalah .... (g = 10 m/s²) a. 102 m/s b. 153 m/s c. 204 m/s d. 255 m/s e. 306 m/s

alt

Ikuti Tryout SNBT & Menangkan E-Wallet 100rb

Habis dalam

02

:

11

:

16

:

52

Klaim

2

1

Jawaban terverifikasi

Iklan

D. Aulia

Mahasiswa/Alumni Universitas Negeri Malang

11 Februari 2023 01:53

Jawaban terverifikasi

<p>Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah 196,335 m/s. Tidak ada opsi pilihan yang tepat.</p><p>&nbsp;</p><p>Konsep yang digunakan dalam menjawab soal ini adalah hukum kekelan energi mekanik dan hukum kekekalan momentum sudut.akan digunakan untuk menyelesaikan persoalan tersebut.</p><p>&nbsp;</p><p>Diketahui:<br>massa batang silinder (mb) = 660 gr = 0,66 kg<br>panjang batang silinder (lb) = 126 cm = 1,26 m<br>massa peluru (mp) = 20 gr =0,02 kg<br>panjang peluru bersarang dari sumbu (lp) = 63 cm = 0,63 m<br>percepatan gravitasi (g) = 10 m/s^2<br>I balok dengan sumbu di ujung = 1/3 x mb xlb^2<br>ω = v/r</p><p>&nbsp;</p><p>Ditanya:</p><p>Kelajuan minimum ...?</p><p>&nbsp;</p><p>Jawab:</p><p>&nbsp;Adapun langkah menyelesaikan soal ini:</p><p>1. Gunakan persamaan hukum kekekalan energi mekanik dimana energi mekanik:<br>Energi mekanik (EM) = E potensial gravitasi (Ep) + Energi kinetik (Ek) (rotasi dan translasi)<br>EM = m x g xh + 1/2 x m x V^2 + 1/2 x I x ω^2<br>Dengan:<br>m = massa (kg)<br>g = percepatan gravitasi (m/s^2)<br>v = kecepatan (m/s)<br>I = momen inersia (kgm^2)<br>ω = kecepatan sudut (rad/s)</p><p>Sehingga, hukum kekekalan energi mekanik:<br>EM1 = EM2<br>EM1 adalah energi mekanik awal pada saat batang silinder berada di bawah, dengan energi potensial relatif terhadap pusat batang adalah 0<br>EM2 adalah energi mekanik akhir saat batang silinder berada diatas (membentuk sudut 180 dari posisi awal), memiliki energi potensial relatif sebesar 2 kali lp<br>V1 = kecepatan setelah peluru bersarang<br>Sehingga:<br>EM1 = EM2<br>Ep 1 + Ek1 = Ep2 + Ek2<br>0 +( 1/2 x mp x V1^2 )+ (1/2 x I x ω^2) = (mp + mb) x g x h + 0<br>(1/2 x 0,02 x v1^2) +( 1/2 x 1/3 x 0,66 x 1,26 ^2 x (v1/lp)^2 )= (0,66 + 0,02) x 10 x 2 x lp<br>(0,01 x v1^2 )+ (0,11 x 1,26^2 x v1^2/0,63^2 ) = 0,68 x 10 x 1,26<br>(0,01 v1^2 )+ (0,11 x 4v1^2) = 8,568<br>0,45 V1^2 = 8,568<br>V1^2 = 19,04<br>V1 = 4,363 m/s</p><p>&nbsp;</p><p>2. V1 adalah kecepatan peluru tepat di pusat batang sedangkan untuk kecepatan peluru sebelum bertumbukan dengan batang menggunakan hukum kekekalan momentum sudut<br>momentum sudut (L) = I x ω<br>Dengan vp' = v1 sehingga:<br>Lb + Lp = Lb' + Lp'<br>(I x ω ) + (mp x vp x lp) = (I x ω) + (mp x vp'x lp)<br>0 + (0,02 x vp x 0,63) = (1/3 x mb x lb^2 x (v1/lp)) +( 0,02 x v1 x 0,63)<br>0,0126 vp = (1/3 x 0,66 x 1,26^2 x (v1/0,63)) +( 0,0126 x v1)<br>0,0126 vp = 0,5544 x v1 + 0,0126 v1<br>0,0126 vp = 0,5544 x 4,363 + 0,0126 x 4,363<br>vp = 196,335 m/s</p><p>&nbsp;</p><p>Jadi kecepatan peluru ditembakkan adalah 196,335 m/s. Tidak ada opsi pilihan yang tepat.</p>

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah 196,335 m/s. Tidak ada opsi pilihan yang tepat.

 

Konsep yang digunakan dalam menjawab soal ini adalah hukum kekelan energi mekanik dan hukum kekekalan momentum sudut.akan digunakan untuk menyelesaikan persoalan tersebut.

 

Diketahui:
massa batang silinder (mb) = 660 gr = 0,66 kg
panjang batang silinder (lb) = 126 cm = 1,26 m
massa peluru (mp) = 20 gr =0,02 kg
panjang peluru bersarang dari sumbu (lp) = 63 cm = 0,63 m
percepatan gravitasi (g) = 10 m/s^2
I balok dengan sumbu di ujung = 1/3 x mb xlb^2
ω = v/r

 

Ditanya:

Kelajuan minimum ...?

 

Jawab:

 Adapun langkah menyelesaikan soal ini:

1. Gunakan persamaan hukum kekekalan energi mekanik dimana energi mekanik:
Energi mekanik (EM) = E potensial gravitasi (Ep) + Energi kinetik (Ek) (rotasi dan translasi)
EM = m x g xh + 1/2 x m x V^2 + 1/2 x I x ω^2
Dengan:
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s^2)
v = kecepatan (m/s)
I = momen inersia (kgm^2)
ω = kecepatan sudut (rad/s)

Sehingga, hukum kekekalan energi mekanik:
EM1 = EM2
EM1 adalah energi mekanik awal pada saat batang silinder berada di bawah, dengan energi potensial relatif terhadap pusat batang adalah 0
EM2 adalah energi mekanik akhir saat batang silinder berada diatas (membentuk sudut 180 dari posisi awal), memiliki energi potensial relatif sebesar 2 kali lp
V1 = kecepatan setelah peluru bersarang
Sehingga:
EM1 = EM2
Ep 1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
0 +( 1/2 x mp x V1^2 )+ (1/2 x I x ω^2) = (mp + mb) x g x h + 0
(1/2 x 0,02 x v1^2) +( 1/2 x 1/3 x 0,66 x 1,26 ^2 x (v1/lp)^2 )= (0,66 + 0,02) x 10 x 2 x lp
(0,01 x v1^2 )+ (0,11 x 1,26^2 x v1^2/0,63^2 ) = 0,68 x 10 x 1,26
(0,01 v1^2 )+ (0,11 x 4v1^2) = 8,568
0,45 V1^2 = 8,568
V1^2 = 19,04
V1 = 4,363 m/s

 

2. V1 adalah kecepatan peluru tepat di pusat batang sedangkan untuk kecepatan peluru sebelum bertumbukan dengan batang menggunakan hukum kekekalan momentum sudut
momentum sudut (L) = I x ω
Dengan vp' = v1 sehingga:
Lb + Lp = Lb' + Lp'
(I x ω ) + (mp x vp x lp) = (I x ω) + (mp x vp'x lp)
0 + (0,02 x vp x 0,63) = (1/3 x mb x lb^2 x (v1/lp)) +( 0,02 x v1 x 0,63)
0,0126 vp = (1/3 x 0,66 x 1,26^2 x (v1/0,63)) +( 0,0126 x v1)
0,0126 vp = 0,5544 x v1 + 0,0126 v1
0,0126 vp = 0,5544 x 4,363 + 0,0126 x 4,363
vp = 196,335 m/s

 

Jadi kecepatan peluru ditembakkan adalah 196,335 m/s. Tidak ada opsi pilihan yang tepat.


Iklan

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Tanya ke Forum

Biar Robosquad lain yang jawab soal kamu

Tanya ke Forum

LATIHAN SOAL GRATIS!

Drill Soal

Latihan soal sesuai topik yang kamu mau untuk persiapan ujian

Cobain Drill Soal

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

Pertanyaan serupa

roda a, b dan c dihubungkan dengan tali (ra= 2 cm, rb = 4 cm, rc = 6 cm) seperti gambar. jika kecepatan sudut roda c sebesar 60 rad.s-1, maka kecepatan linier roda b adalah....m/s a. 720,0 b. 72,0 c. 10,8 d. 7,2 e. 3,6

100

3.5

Jawaban terverifikasi