Berikut ini adalah pengujian balistik dengan menggunakan balok 12 kg dan pegas yang memiliki konstanta 1.000 N/m. Setelah menumbuk, peluru yang massanya 80 gram bersarang di dalam balok dan menyebabkan balok tertekan maksimum sejauh 16 cm. Bila lantai dianggap licin, tentukan kelajuan peluru sebelum menumbuk balok!

Pertanyaan

Berikut ini adalah pengujian balistik dengan menggunakan balok 12 kg dan pegas yang memiliki konstanta 1.000 N/m.

Setelah menumbuk, peluru yang massanya 80 gram bersarang di dalam balok dan menyebabkan balok tertekan maksimum sejauh 16 cm. Bila lantai dianggap licin, tentukan kelajuan peluru sebelum menumbuk balok! $\;\;$

F. Arifin

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Trisakti

Jawaban terverifikasi

Jawaban

kelajuan peluru sebelum menumbuk balok adalah 219,82 m/s. $\;\;$

Pembahasan

Diketahui:

$M=12\;\mathrm{kg}\\k=1.000\;\mathrm N/\mathrm m\\m=80\;\mathrm g=0,08\;\mathrm{kg}\\\Delta x=16\;\mathrm{cm}=0,16\;\mathrm m$

Ditanya: $v_p=...?$

Penyelesaian:

Bila peluru ditembakkan pada balok, terjadi transfer energi yang merubah energi kinetik peluru menjadi energi potensial pegas pada sistem balok. Tumbukan antara peluru dan balok adalah tumbukan tidak lenting sama sekali karena peluru bersarang di dalam balok, maka berlaku hukum kekekalan momentum berikut.

$m cross times v subscript p equals left parenthesis m plus M right parenthesis cross times v apostrophe v apostrophe equals fraction numerator m over denominator m plus M end fraction v subscript p space space space space space.... left parenthesis 1 right parenthesis$

Ketika peluru telah bersarang dalam balok, energi kinetik sistem akan diubah menjadi energi potensial pegas yang memenuhi hukum kekekalan energi mekanik.

$E M subscript 1 equals E M subscript 2 E K subscript s i s t e m end subscript equals E P subscript p e g a s end subscript 1 half cross times open parentheses m plus M close parentheses cross times v apostrophe squared equals 1 half cross times k cross times capital delta x squared v apostrophe squared equals fraction numerator k cross times capital delta x squared over denominator m plus M end fraction space space space space space.... left parenthesis 2 right parenthesis$

Substitusi persamaan (1) ke (2) maka diperoleh:

$open parentheses fraction numerator m over denominator m plus M end fraction v subscript p close parentheses squared equals fraction numerator k cross times capital delta x squared over denominator m plus M end fraction m squared over open parentheses m plus M close parentheses squared v subscript p squared equals fraction numerator k cross times capital delta x squared over denominator m plus M end fraction v subscript p squared equals fraction numerator open parentheses k cross times capital delta x squared close parentheses open parentheses m plus M close parentheses over denominator m squared end fraction v subscript p equals fraction numerator capital delta x over denominator m end fraction square root of k open parentheses m plus M close parentheses end root.$

Dengan menggantikan setiap variabel sesuai dengan data soal, diperoleh hasil berikut ini.

$v subscript p equals fraction numerator 0 comma 16 over denominator 0 comma 08 end fraction cross times square root of 1.000 cross times open parentheses 0 comma 08 plus 12 close parentheses end root v subscript p equals 8 square root of 755 v subscript p equals 219 comma 82 space straight m divided by straight s.$

Dengan demikian, kelajuan peluru sebelum menumbuk balok adalah 219,82 m/s. $\;\;$

233

0.0 (0 rating)

Pertanyaan serupa

Perhatikan gambar berikut! Balok A massanya 1,2 kg terhubung pada pegas dengan konstanta 100 N/m. Balok B massanya 1,3 kg meluncur pada lantai licin dengan kelajuan 5,0 m/s sehingga menumbuk balok ...

4.5

Jawaban terverifikasi

Sebutir peluru bermassa 6 g ditembakkan dan bersarang pada ayunan balistik dengan balok bermassa 1 kg, menyebabkan balok naik 7,2 cm dari kedudukan setimbangnya. Jika g = 10 m/s2, berapakah kecepatan ...

1rb+

5.0

Jawaban terverifikasi

Dua benda masing-masing massanya 2 kg dan 3 kg bergerak berlawanan arah dengan kecepatan 4 m/s dan 6 m/s. Jika setelah tumbukan kedua benda menyatu, maka besar energi yang hilang pada saat terjadi tum...

1rb+

4.5

Jawaban terverifikasi

Sebuah peluru massa 100 g ditembakkan pada sebuah ayunan balistik dengan massa beban 12 kg. Setelah ditembakkan peluru bersarang di dalam ayunan dan sistem beban berayun mencapai ketinggian maksimum 8...

205

0.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah peluru bermassa 100 gram ditembakkan ke arah balok bermassa 0,90 kg yang terletak pada bidang datar licin dihubungkan dengan pegas, seperti pada gambar. Kejadian tersebut menyebabkan pegas...

506

5.0

Jawaban terverifikasi