Balok diam ditembus oleh peluru. Berapakah energi kinetik setelah tumbukan?

Ini adalah soal momentum dan kita akan menggunakan persamaan momentum untuk mendapatkan kecepatan setelah tumbukan.

Soal :

1. Sebuah peluru bermassa 20 gram bergerak dengan kecepatan 200 m/s dan menembus balok diam dengan massa 1980 gram.

Jika peluru bersarang di tengah balok, berapakah energi kinetik balok setelah tumbukan?

Misalkan dan tulis yang diketahui pada soal :

• Massa peluru (mp) = 20 gram
• Kecepatan awal peluru (vp) = 200 m/s
• Massa balok (mb) = 1980 gram
• Kecepatan awal awal (vb) = 0 m/s (balok keadaan diam)

Untuk kondisi setelah tumbukan :

• Kecepatan akhir peluru = vp'
• Kecepatan akhir balok = vb'

---

Persamaan momentum

---

Persamaan yang kita gunakan adalah :

mp.vp + mb.vb = mp.vp' + mb.vb' ...(1)

Terus, dalam soal diketahui bahwa setelah tumbukan, peluru bersarang di dalam balok. Sehingga kecepatan mereka sama setelah tumbukan.

vp' =  vb' = v'

Dan persamaannya menjadi :

mp.vp + mb.vb = (mp + mb)v' ...(2)

Ketika bendanya menjadi satu atau bersarang di dalam balok, langsung saja gunakan rumus (2) ya!!

---

Mencari v'

---

Masukkan data-data yang diketahui pada soal :

• Massa peluru (mp) = 20 gram
• Kecepatan awal peluru (vp) = 200 m/s
• Massa balok (mb) = 1980 gram
• Kecepatan awal (vb) = 0 m/s (balok keadaan diam)

Massa perlu diubah ke "kg"?

Boleh diubah ke kg. Tapi jika dibiarkan dalam gram juga tidak apa-apa, karena hasil yang diperoleh sama.

Untuk  rumus dalam bentuk persamaan, satuannya boleh tidak diubah ke kg. Tapi jika tidak dalam bentuk persamaan, harus diubah ke kg.

mp.vp + mb.vb = (mp + mb')v'

20 × 200 + 1980 × 0 = (20 + 1980)v'

4000 + 0 = (2000)v'

4000 = 2000v'

• Untuk mendapatkan v', bagi 4000 dengan 2000

v' = 4000 ÷ 2000

v' = 2 m/s

---

Mencari energi kinetik

---

Energi kinetik  setelah tumbukan bisa dihitung seperti berikut.

Ek = ½mv²

• "m" atau massa yang digunakan adalah massa balok dan peluru, karena peluru bersarang dalam balok.
• m = mp + mb = 20 + 1980
  = 2000 gram
• Untuk menghitung energi kinetik, massa harus diubah ke dalam "kg", jangan dibiarkan gram ya!
  Karena rumusnya bukan dalam bentuk persamaan seperti persamaan momentum.
• 2000 gram = 2 kg

Ek = ½×m×v²

• "v" yang digunakan adalah kecepatan setelah tumbukan, yaitu v'
• v = v' = 2 m/s

Ek = ½×2×2²

Ek = 4 Joule.

Jadi...

Energi kinetik setelah tumbukan adalah 4 joule.

Soal :

2. Peluru bermassa 40 gram bergerak dengan kecepatan 150 m/s dan menembus balok diam dengan bermassa 4460 gram.

Jika peluru bersarang di tengah balok, berapakah energi kinetik balok setelah tumbukan?

Misalkan yang diketahui :

• Massa peluru (mp) = 40 gram
• Kecepatan awal peluru (vp) = 150 m/s
• Massa balok (mb) = 4460 gram
• Kecepatan awal awal (vb) = 0 m/s (balok keadaan diam)

Untuk kondisi setelah tumbukan :

• Kecepatan akhir peluru = vp'
• Kecepatan akhir balok = vb'

---

Persamaan momentum

---

Karena peluru bersarang dalam balok, gunakan rumus ini.

mp.vp + mb.vb = (mp + mb)v'

---

Mencari v'

---

Data pada soal :

• Massa peluru (mp) = 40 gram
• Kecepatan awal peluru (vp) = 150 m/s
• Massa balok (mb) = 4460 gram
• Kecepatan awal awal (vb) = 0 m/s (balok keadaan diam)

mp.vp + mb.vb = (mp + mb')v'

40 × 150 + 4460 × 0 = (40 + 4460)v'

6000 + 0 = (4500)v'

6000 = 4500v'

• Untuk mendapatkan v', bagi 6000 dengan 4500

v' = 6000 ÷ 4500

• Sederhanakan, sama-sama dibagi 1500

v' = 4⁄3 m/s

---

Mencari energi kinetik

---

Massa yang digunakan adalah  penjumlahan massa balok dan massa peluru

m = mp + mb

m = 40 gram + 4460 gram

m = 4500 gram

m = 4,5 kg

Untuk menghitung energi maka massa harus diubah ke dalam "kg"

Ek = ½×m×v²

• "v" yang digunakan adalah kecepatan setelah tumbukan, yaitu v'
• v = v' = 4⁄3 m/s

Ek = ½×4,5×(4⁄3)²

Ek = ½×4,5× 16⁄9

Ek = 4 Joule.

Itulah energi kinetik yang timbul.

Baca juga ya :

1. Sebuah Benda Massanya 2 kg Jatuh Dari Ketinggian 10 Meter. Berapa Energi Kinetik Saat Tingginya 4 meter dari Tanah?

2. Bola bermassa 200 gram dengan kecepatan 4 m/s dipukul sehingga berbalik dengan kecepatan 12 m/s. Hitunglah momentumnya!

3. Perahu dengan kecepatan 8 m/s. Seseorang melompat berlawanan dengan kecepatan 2 m/s. Kecepatan perahu?

Location:

Share :