Jawaban yang tepat untuk menjawab soal diatas adalah 196,335 m/s. Berdasarkan perhitungan yang dilakukan dengan menggunakan rumus Hukum kekekalan energi mekanik untuk mencari berapa kecepatan peluru yang ditembakkan, maka dapat diketahui bahwa kecepatan dari peluru yang ditembakkan adalah 196,335 m/s.

Pembahasan dengan langkah langkah

Diketahui

• Massa batang silinder (mb) = 660 gr = 0,66 kg
• Panjang batang silinder (lb) = 126 cm = 1,26 m
• Massa peluru (mp) = 20 gr =0,02 kg
• Panjang peluru bersarang dari sumbu (lp) = 63 cm = 0,63 m
• Percepatan gravitasi (g) =
• I dari balok dengan sumbu di ujung =
• ω = v/r

Ditanya:

Kecepatan peluru yang ditembakan?

Jawaban:

Hukum kekekalan energi mekanik akan digunakan untuk menyelesaikan persoalan tersebut.

Energi mekanik (EM) = E potensial gravitasi (Ep) + Energi kinetik (Ek) (rotasi dan translasi )

EM = m x g x h + 1/2 x m x V^2 + 1/2 x I x ω^2

EM1 = EM2

EM1 adalah energi mekanik awal pada saat batang silinder berada di bawah, dengan energi potensial relatif terhadap pusat batang adalah 0

EM2 adalah energi mekanik akhir saat batang silinder berada di atas (membentuk sudut 180 dari posisi awal), memiliki energi potensial relatif sebesar 2 kali lp

V1 = kecepatan setelah peluru bersarang

Langkah 1

EM1 = EM2

Ep 1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

0 +( 1/2 x mp x V1^2 )+ (1/2 x I x ω^2) = (mp + mb) x g x h + 0

(1/2 x 0,02 x v1^2) +( 1/2 x 1/3 x 0,66 x 1,26 ^2 x (v1/lp)^2 )= (0,66 + 0,02) x 10 x 2 x lp

(0,01 x v1^2 )+ (0,11 x 1,26^2 x v1^2/0,63^2 ) = 0,68 x 10 x 1,26

(0,01 v1^2 )+ (0,11 x 4v1^2) = 8,568

0,45 V1^2 = 8,568

V1^2 = 19,04

V1 = 4,363 m/s

V1 adalah kecepatan peluru tepat di pusat batang sedangkan untuk kecepatan peluru sebelum bertumbukan dengan batang menggunakan hukum kekekalan momentum sudut

momentum sudut (L) = I x ω

vp' = v1

Langkah 2

Lb + Lp = Lb' + Lp'

(I x ω ) + (mp x vp x lp) = (I x ω) + (mp x vp'x lp)

0 + (0,02 x vp x 0,63) = (1/3 x mb x lb^2 x (v1/lp)) +( 0,02 x v1 x 0,63)

0,0126 vp = (1/3 x 0,66 x 1,26^2 x (v1/0,63)) +( 0,0126 x v1)

0,0126 vp = 0,5544 x v1 + 0,0126 v1

0,0126 vp = 0,5544 x 4,363 + 0,0126 x 4,363

vp = 196,335 m/s

Maka dapat diketahui bahwa, kecepatan peluru ditembakkan adalah 196,335 m/s

Pelajari Lebih Lanjut

Materi tentang rumus rumus dalam matematika pada yomemimo.com/tugas/4062862

#BelajarBersamaBrainly

#SPJ1