Sebuah peluru bermassa 10 gr ditembakkan pada balok bermassa 2,49 kg yang digantung dengan seutastali seperti gambar berikut. Jika setelah bertumbukkan peluru tertanam di dalam balok dan posisi balok mengalami kenaikansebesar h = 20 cm, maka hitunglah kelajuan peluru saat mengenai balok.

Pembahasan

Diketahui: m p ​ = 10 gr = 0 , 01 kg m b ​ = 2 , 49 kg h = 20 cm = 0 , 2 m Ditanyakan: v p ​ = ... ? Jawaban: Momentumdidefinisikan sebagai ukuran kesukaran untuk menghentikan gerakan suatu benda. Pada pembahasan momentum dikenal hukum kekekalan momentum yaitu momentumsesaat sebelum tumbukan sama dengan momentum sesaat setelah tumbukan, asalkan tidak ada gaya lain yang bekerja pada benda tersebut. Hukum kekekalan momentum biasa diterapkan pada tumbukan. Tumbukan terbagi menjadi 3 jenis, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tak lenting sama sekali. Pada peristiwa ini berlaku hukum kekekalan energi mekanik, dimana energi mekaniksesaat benda bertumbukan sama dengan energi mekaniksesaat setelah tumbukan. Saat peluru menumbuk ayunan, ayunan masih berada pada posisi diam sehingga dianggaptidak memiliki ketinggian dan energi mekanik sama dengan energi kinetiknya. Saat peluru telah menumbuk ayunan, ayunan menempuh simpangan maksimum kemudian diam sehingga energi mekanik sama dengan energi potensial. EM EP + E K 0 + 2 1 ​ m v 2 2 1 ​ m ​ v 2 2 1 ​ v 2 v 2 v 2 v 2 v ​ = = = = = = = = = ​ E M ′ E P ′ + E K ′ m g h + 0 m ​ g h g h 2 g h 2 × 10 × 0 , 2 4 2 ​ Nilai v merupakan nilai kecepatan peluru dan ayunan sesaat peluru menumbukayunan. setelah nilai kecepatan diketahui, selanjutnya karena peluru bersarang pada ayunan, maka tumbukan ini dikategorikan tumbukan tak lenting sama sekali, sehingga: m p ​ v p ​ + m a ​ v a ​ 0 , 01 × v p ​ + 2 , 49 × 0 0 , 01 v p ​ + 0 0 , 01 v p ​ v p ​ v p ​ ​ = = = = = = ​ v ′ ( m p ​ + m a ​ ) 2 ( 0 , 01 + 2 , 49 ) 2 ( 2 , 5 ) 5 0 , 01 5 ​ 500 ​ Dengan demikian, kelajuan peluru saat mengenai balok adalah 500 m/s.