Peluru bermassa 10 g bergerak mendatar dengan kecepatan 150 m/s
Peluru bermassa 10 g bergerak mendatar dengan kecepatan 150 m/s menumbuk balok kayu yang diam dan berhenti dalam waktu 0,03 s. Hitung jarak penetrasi peluru ke dalam balok. Hitung juga besar gaya yang diberikan balok kayu pada peluru.
Penyelesaian:
Parameter yang diberikan,
Kecepatan awal (u) = 150 m/s
Kecepatan akhir (v) = 0 (sejak peluru akhirnya berhenti)
Waktu yang dibutuhkan untuk berhenti (t) = 0,03 s
Temukan
Jarak penetrasi peluru ke dalam balok. Juga besarnya gaya yang diberikan oleh balok kayu pada peluru.
Solusi
Menurut persamaan gerak pertama,
v = u + di
Percepatan peluru (a)
0 = 150 + (a — 0,03 dtk)
a = -150 / 0,03
a = – 5000 m/s 2
Di sini tanda negatif menunjukkan bahwa kecepatan peluru berkurang.
Menurut persamaan gerak ketiga,
v 2 = u 2 + 2as
0 = (150) 2 + 2 (-5000)
s = 22500 / 10000
s = 2,25 m
Jadi, jarak penetrasi peluru ke dalam balok adalah 2,25 m.
Dari hukum kedua Newton tentang gerak,
Gaya ( F) = Massa × Percepatan
Massa peluru (m) = 10 g
m = 0,01 kg
Percepatan peluru (a) = 5000 m/s 2
F = m × a
F = 0,01× -5000
F = -50 N
Jadi, besar gaya yang dikerjakan balok kayu pada peluru adalah 50 N.