Sebuah peluru yang massanya 500 gram ditembakkan pada suatu ayunan balistik bermassa 2 kg yang awalnya diam. Kemudian peluru bersarang di dalam balok dan menyebabkan ayunan naik setinggi 250 cm dari kedudukan semula. Berapakah kecepatan peluru yang ditembakkan pada ayunan balistik? (g = 9,8 m/s²)

Jawaban yang benar adalah 35 m/s Untuk kasus tumbukan peluru-balok digolongkan sebagai tumbukan tidak lenting sama sekali. Dalam peristiwa tumbukan, momentum total sistem sesaat sebelum tumbukan sama dengan momentum total sistem sesaat sesudah tumbukan, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem. Secara matematis persamaannya adalah : p1 + p2 = p1' + p2' m1.v1 + m2.v2 = (m1 + m2)v' dengan : m1 dan m2 = massa benda (kg) v1 dan v2 = kecepatan benda sesaat sebelum tumbukan (m/s) v' = kecepatan benda sesaat setelah tumbukan (m/s) Gunakan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk kedudukan sistem sesaat sesudah tumbukan dan kedudukan sistem pada ketinggian maksimum, diperoleh : ½(m1 + m2)(v')² = (m1 + m2)gh v' = √(2gh) dengan : v' = kecepatan sistem sesaat sesudah tumbukan (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s²) h = ketinggian maksimum (m) Diketahui : m1 = 500 g = 500/1.000 kg = 0,5 kg m2 = 2 kg v2 = 0 h = 250 cm = 250/100 m = 2,5 m g = 9,8 m/s² Ditanya : v1 = ....? Pembahasan : Hitung kecepatan sistem sesaat sesudah tumbukan : v' = √(2gh) v' = √(2 x 9,8 x 2,5) v' = √49 v' = 7 m/s Kecepatan peluru sesaat sebelum tumbukan dihitung dengan : m1.v1 + m2.v2 = (m1 + m2)v' 0,5v1 + 0 = (0,5 + 2)7 0,5v1 = 17,5 v1 = 17,5/0,5 v1 = 35 m/s Jadi kecepatan peluru yang ditembakkan pada ayunan balistik adalah 35 m/s.