Perhatikan gambar berikut ini! Sebuah bola A dengan massa 1 kg mula-mula bergerak dengan kelajuan 25 m/s. Bola tersebut bergerak sejauh 40 m dengan koefisien gesek kinetis 0,5 dan menumbuk bola B yang bermassa 500 g dalam keadaan diam dengan koefisien tumbukan 0,3. Bola B tepat akan meninggalkan lintasan melingkar di titik P pada sudut 37o. Jari-jari lintasan tersebut adalah ….

Pembahasan

Kita tinjau dari tiap gerakan benda. Pertama-tama bola A melintasi lintasan lurus dengan bidang yang kasar. Dari sini kita bisa dapatkan nilai kecepatan bola A sebelum menumbuk bola B. karena maka Jadi, kecepatan bola A sebelum menumbuk bola B adalah 15 m/s. Selanjutnya, bola A akan menumbuk bola B sehingga kita bisa tinjau dengan menggunakan hukum kekekalan momentum untuk mendapatkan besar kecepatan bola B. mula-mula benda B dalam kondisi diam, maka , sehingga gunakan rumus koefisien restitusi untuk menyelesaikan persamaan ini. Eliminasi pers (1) dan pers (2) Jadi, kecepatan bola B setelah tumbukan adalah 13 m/s. Selanjutnya bola B akan menuju titik P dimana lintasan bola tersebut melingkar sehingga timbul percepatan sentripetal, dan bola B juga tepat akan meninggalkan lintasan melingkar di titik P, sehingga gaya normalnya nol (N = 0), jadi persamaannya Selanjutnya tinjau bola B ketika berada di dasar lintasan dan ketika berada di titik P dengan menggunakan hukum kekekalan energi, maka subtitusikan pers (3) ke persamaan di atas, sehingga Jadi, jari-jari lintasannya adalah 4,4 m.