Gonzales melakukan percobaan bandul matematis seperti gambar berikut. Gonzales menggantungkan bandul berbentuk bola bermassa 0,8 kg pada tali sepanjang 1 m. Pada dasar lintasan Gonzales menempatkan balok bermassa 2 kg. Posisi awal bandul berada pada sudut 90° dilepaskan dan menumbuk balok tersebut. Jika tumbukan yang terjadi bersifat lenting sempurna, kecepatan balok setelah tumbukan adalah .... ( 5 ​ = 2 , 2 )

Pembahasan

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah 2,55 m/s. Diketahui: m b o l a ​ = 0 , 8 kg L = 1 m m ba l o k ​ = 2 kg θ 0 ​ = 9 0 ∘ Ditanyakan: Kecepatan balok setelah bertumbukan Jawab: Dengan menggunakan persamaan kekekalan energi mekanik pada bola E K ​ = E P ​ 2 1 ​ m v b o l a 2 ​ = m gL v b o l a ​ = 2 gL ​ v b o l a ​ = ( 2 ) ( 10 ) ( 1 ) ​ v b o l a ​ = 2 5 ​ m / s Dengan menggunakan persamaan koefisien restitusi e = − v ba l o k ​ − v b o l a ​ v ba l o k ′ ​ − v b o l a ′ ​ ​ 1 = − 0 − 2 5 ​ v ba l o k ′ ​ − v b o l a ′ ​ ​ − 2 5 ​ = − v ba l o k ′ ​ + v b o l a ′ ​ v ba l o k ′ ​ − v b o l a ′ ​ = 2 5 ​ v b o l a ′ ​ = v ba l o k ′ ​ − 2 5 ​ ... ( i ) Dengan menggunakan persamaan kekekalan momentum m b o l a ​ v b o l a ​ + m ba l o k ​ v ba l o k ​ = m b o l a ​ v b o l a ′ ​ + m ba l o k ​ v ba l o k ′ ​ ( 0 , 8 ) ( 2 5 ​ ) + ( 2 ) ( 0 ) = ( 0 , 8 ) v b o l a ′ ​ + ( 2 ) v ba l o k ′ ​ 1 , 6 5 ​ = 0 , 8 v b o l a ′ ​ + 2 v ba l o k ′ ​ ... ( ii ) Masukkan persamaan (i) ke (ii) 1 , 6 5 ​ = 0 , 8 ( v ba l o k ′ ​ − 2 5 ​ ) + 2 v ba l o k ′ ​ 1 , 6 5 ​ = 0 , 8 v ba l o k ′ ​ − 1 , 6 5 ​ + 2 v ba l o k ′ ​ 2 , 8 v ba l o k ′ ​ = 3 , 2 5 ​ v b a l o k ​ ′ = 2 , 55 m / s Kecepatan balok setelah bertumbukan adalah 2,55 m/s. Jadi, tidak ada pilihan jawaban yang tepat.