Pertanyaan

Perhatikan gambar berikut! Sebuah pendulum dengan panjang tali L = 1,0 meter diberi beban berupa bola m = 1,0 kg. Bola m dilepaskan dari keadaan diam saat pendulum diberi simpangan sebesar θ = 30°. Saat pendulum sampai pada posisi vertikal bola m menghantam bola M yang diam. Massa bola M adalah 2,0 kg.Hitung kecepatan bola m dan M sesaat setelah terjadi tumbukan bila tumbukan yang terjadidianggap lenting sempurna!

Perhatikan gambar berikut! 

Sebuah pendulum dengan panjang tali  L = 1,0 meter diberi beban berupa bola  m = 1,0 kg. Bola   dilepaskan dari keadaan diam saat pendulum diberi simpangan sebesar  = 30°. Saat pendulum sampai pada posisi vertikal bola   menghantam bola   yang diam. Massa bola  M  adalah 2,0 kg. Hitung kecepatan bola  m  dan   sesaat setelah terjadi tumbukan bila tumbukan yang terjadi dianggap lenting sempurna! space space

F. Arifin

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Trisakti

Jawaban terverifikasi

Jawaban

kecepatan bola m dan M sesaat setelah terjadi tumbukanmasing-masing adalah 0,55 m/s dan 1,09 m/s.

kecepatan bola  m  dan   sesaat setelah terjadi tumbukan masing-masing adalah 0,55 m/s dan 1,09 m/s. space space

Pembahasan

Diketahui: m = 1 kg L = 1 m θ = 3 0 ∘ M = 2 kg h = 80 cm = 0 , 8 m Sistem pada awalnya diam Tumbukan lenting sempurna Ditanya: v m ′ ​ d an v M ′ ​ = ... ? Penyelesaian: Untuk mencari kecepatan bola m dan bola M setelah tumbukan, perlu dihitung terlebih dahulu kecepatan bola m sesaat sebelum tumbukan dari hubungan kekekalan energi mekanik. E M a w a l ​ = E M akhi r ​ E P a w a l ​ + E K a w a l ​ = E P akhi r ​ + E K akhi r ​ m g h + 0 = 0 + 2 1 ​ m × v akhi r 2 ​ v akhi r ​ = 2 × g × h ​ v akhi r ​ = 2 × g × L × ( 1 − cos θ ) ​ v akhi r ​ = 2 × 10 × 1 × ( 1 − cos 3 0 ∘ ) ​ v akhi r ​ = 1 , 64 m / s . Nilai v akhir tersebut adalah kecepatan awal benda m sebelum tumbukan ( v m ), sehingga ketika terjadi tumbukan secara lenting sempurna diperoleh hasil sebagai berikut. m v m ​ = m v m ′ ​ + M v M ′ ​ 1 ( 1 , 64 ) = v m ′ ​ + 2 v M ′ ​ v m ′ ​ + 2 v M ′ ​ = 1 , 64 ..... ( 1 ) Tinjau koefisien restitusi berikut ini. e = v M ​ − v m ​ − ( v M ′ ​ − v m ′ ​ ) ​ 1 = 0 − 1 , 64 − ( v M ′ ​ − v m ′ ​ ) ​ v m ′ ​ = v M ′ ​ − 1 , 64 ..... ( 2 ) Substitusi persamaan (2) ke (1) maka diperoleh kecepatan benda M setelah tumbukan yaitu: ( v M ′ ​ − 1 , 64 ) + 2 v M ′ ​ = 1 , 64 3 v M ′ ​ = 3 , 28 v M ′ ​ = 1 , 09 m / s . Substitusi nilai di atas ke persamaan (2): v m ′ ​ = 1 , 09 − 1 , 64 v m ′ ​ = − 0 , 55 m / s . Tanda negatif menunjukkan bahwa bola m bergerak berlawanan arah dari gerak semula sesaat setelah tumbukan, yang semula arahnya ke kanan menjadi ke arah kiri. Dengan demikian, kecepatan bola m dan M sesaat setelah terjadi tumbukanmasing-masing adalah 0,55 m/s dan 1,09 m/s.

Diketahui:

 

Ditanya: 

Penyelesaian:

Untuk mencari kecepatan bola dan bola M  setelah tumbukan, perlu dihitung terlebih dahulu kecepatan bola  sesaat sebelum tumbukan dari hubungan kekekalan energi mekanik.

Nilai  vakhir  tersebut adalah kecepatan awal benda m  sebelum tumbukan (vm), sehingga ketika terjadi tumbukan secara lenting sempurna diperoleh hasil sebagai berikut.

Tinjau koefisien restitusi berikut ini.

Substitusi persamaan (2) ke (1) maka diperoleh kecepatan benda M  setelah tumbukan yaitu:

Substitusi nilai di atas ke persamaan (2):

Tanda negatif menunjukkan bahwa bola  m  bergerak berlawanan arah dari gerak semula sesaat setelah tumbukan, yang semula arahnya ke kanan menjadi ke arah kiri.

Dengan demikian, kecepatan bola  m  dan   sesaat setelah terjadi tumbukan masing-masing adalah 0,55 m/s dan 1,09 m/s. space space

82

Iklan

Pertanyaan serupa

Sebuah bola A bermassa m A dan bola B bermassa m B = k m A , dengan k diketahui sebagai tetapan positif. Bola A dan bola B berbenturan pada arah berlawanan. Sebelum berbenturan diketahui kecepatan bol...

678

5.0

Jawaban terverifikasi

Iklan

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Roboguru

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Download di Google PlayDownload di AppstoreDownload di App Gallery

Produk Ruangguru

Fitur Roboguru

Topik Roboguru

Hubungi Kami

Ruangguru WhatsApp

081578200000

Email info@ruangguru.com

info@ruangguru.com

Contact 02140008000

02140008000

Ikuti Kami

©2022 Ruangguru. All Rights Reserved PT. Ruang Raya Indonesia