Perubahan Kecepatan Balok Setelah Ditembak oleh Sebutir Peluru

Sebuah balok dengan massa 3 kg berada diam di atas lantai dan ditembak oleh sebutir peluru yang bermassa 100 gram dengan kecepatan awal 100 m/s. Kita ingin mengetahui kecepatan balok setelah peluru menembusnya dan kecepatan peluru setelah menembus balok. Pertama-tama, mari kita hitung energi kinetik peluru sebelum menembus balok. Diketahui bahwa energi kinetik dapat dihitung dengan rumus 1/2 * massa * kecepatan^2. Dalam hal ini, massa peluru adalah 100 gram atau 0,1 kg, dan kecepatan awalnya adalah 100 m/s. Jadi, energi kinetik peluru sebelum menembus balok adalah 1/2 * 0,1 kg * (100 m/s)^2 = 500 J. Ketika peluru menembus balok, sebagian energi kinetiknya akan digunakan untuk menembus balok dan sebagian lagi akan digunakan untuk menggerakkan balok. Mari kita asumsikan bahwa sebagian energi kinetik peluru digunakan untuk menembus balok dan sisanya digunakan untuk menggerakkan balok. Diketahui bahwa kecepatan peluru setelah menembus balok adalah 40 m/s. Kita dapat menggunakan hukum kekekalan energi untuk menghitung seberapa banyak energi kinetik yang digunakan untuk menembus balok. Kita dapat menggunakan rumus energi kinetik sebelum menembus balok dikurangi energi kinetik peluru setelah menembus balok. Jadi, energi kinetik yang digunakan untuk menembus balok adalah 500 J - 1/2 * 0,1 kg * (40 m/s)^2 = 300 J. Sekarang, mari kita hitung kecepatan balok setelah ditembak oleh peluru. Kita dapat menggunakan hukum kekekalan momentum untuk menghitung kecepatan balok. Diketahui bahwa momentum peluru sebelum menembus balok adalah massa peluru dikalikan dengan kecepatan peluru sebelum menembus balok. Jadi, momentum peluru sebelum menembus balok adalah 0,1 kg * 100 m/s = 10 kg m/s. Ketika peluru menembus balok, momentumnya akan berubah menjadi momentum balok. Kita dapat menggunakan rumus momentum balok setelah ditembak dikurangi momentum balok sebelum ditembak. Jadi, momentum balok setelah ditembak adalah momentum balok sebelum ditembak ditambah momentum peluru sebelum menembus balok. Jadi, momentum balok setelah ditembak adalah 0 kg m/s + 10 kg m/s = 10 kg m/s. Akhirnya, kita dapat menggunakan rumus momentum untuk menghitung kecepatan balok setelah ditembak. Kita dapat membagi momentum balok setelah ditembak dengan massa balok untuk mendapatkan kecepatan balok. Diketahui bahwa massa balok adalah 3 kg. Jadi, kecepatan balok setelah ditembak adalah 10 kg m/s / 3 kg = 3,33 m/s. Jadi, setelah ditembak oleh sebutir peluru dengan kecepatan awal 100 m/s, balok akan bergerak dengan kecepatan 3,33 m/s.