Soal Momentum Pada Ayunan Balistik

• Sebuah ayunan balistik diam bermassa 4 kg digantung vertikal.  Sebuah peluru bermassa 25 gram menumbuk ayunan dan bersarang di dalamnya sehingga titik pusat massanya naik setinggi 40 cm.  Tentukan kecepatan peluru sesaat sebelum menumbuk ayunan. (g = 9,8 m/s^2)

Analisa soal:
^ : dibaca pangkat
# : dibaca akar
massa ayunan balistik (mb) = 4 kg;
massa peluru (mp) = 25 gr = 0,025 kg;
tinggi ayunan (h) = 40 cm = 0,4 m;

saat ayunan balistik dalam posisi diam berarti vb = 0;
saat peluru bersarang pada ayunan vp' = vb' = v'

Hukum kekekalan momentum memberikan
mp.vp + mb.vb = (mp + mb) v'
0,025 vp + 0 = (0,025 + 4) v'
vp = 4,025 v'/0,025 = 161 v'                     ..........(1)

Pada sistem balok + peluru yang mengayun dari posisi terendah ke posisi tertinggi dapat kita identifikasi sebagai gerak jatuh bebas sehingga v' dapat dihitung menggunakan persamaan
v' = #(2gh)
v' = #(2 . 9,8 . 0,4)
v' = 2,8 m/s

Dari persamaan (1) kita peroleh:
vp = 161 v'
vp = 161 (2,8) = 450,8 m/s
Jadi kecepatan peluru sesaat sebelum tumbukan adalah 450,8 m/s

citrusgrandisleafoil.16mb.com