Iklan

Iklan

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 secara lenting sempurna. Massa bola M adalah 2,0 kg.Hitung jarak jatuhnya bola dari tepi meja ( x )!

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  = 30°. Saat pendulum sampai pada posisi vertikal bola m menghantam bola M yang diam secara lenting sempurna. Massa bola M adalah 2,0 kg. Hitung jarak jatuhnya bola dari tepi meja (x)! space space

Iklan

F. Arifin

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Trisakti

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jarak jatuhnya bola dari tepi meja ( x )adalah 0,436 m.

jarak jatuhnya bola dari tepi meja (x) adalah 0,436 m. space space

Iklan

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: x = ... ? Penyelesaian: Bola M akan turun dari tepi meja membentuk lintasan parabola dalam waktu t yaitu: t = g 2 h ​ ​ t = 10 2 × 0 , 8 ​ ​ t = 0 , 4 s . Untuk mencari kecepatan 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 kecepatan bola M 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 . Maka, berdasarkan persamaan GLB, jarak x adalah: x = v M ′ ​ × t x = 1 , 09 × 0 , 4 x = 0 , 436 m . Dengan demikian, jarak jatuhnya bola dari tepi meja ( x )adalah 0,436 m.

Diketahui:

 

Ditanya: 

Penyelesaian:

Bola M  akan turun dari tepi meja membentuk lintasan parabola dalam waktu t  yaitu:

Untuk mencari kecepatan 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 kecepatan bola M sebagai berikut.

Tinjau koefisien restitusi berikut ini.

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

Maka, berdasarkan persamaan GLB, jarak  x  adalah:

Dengan demikian, jarak jatuhnya bola dari tepi meja (x) adalah 0,436 m. space space

Latihan Bab

Momentum

Impuls

Hukum Kekekalan Momentum

Tumbukan

106

Iklan

Iklan

Pertanyaan serupa

Bola 400 g dijatuhkan dari ketinggan 100 m, lalu menumbuk lantai dengan koefisien tumbukan 0,9. Hitunglah energi yang hilang akibat tumbukan tersebut!

26

0.0

Jawaban terverifikasi

Iklan

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