Analisis Gerak Ayunan Balok

Halo semuanya! Mari kita bahas soal sistem pendulum balistik ini. Sebuah balok A bermassa M besar dilepaskan dari ketinggian H dan menumbuk benda B bermassa m kecil yang diam di permukaan licin. Setelah tumbukan, keduanya menempel dan mencapai ketinggian maksimum.

Langkah pertama, kita tinjau energi balok A saat turun menggunakan hukum kekekalan energi mekanik. Energi potensial di puncak sama dengan energi kinetik di dasar. Dari persamaan M besar kali g kali H sama dengan setengah M besar v A kuadrat, kita dapatkan kecepatan v A sama dengan akar dari dua g H.

Langkah kedua adalah hukum kekekalan momentum saat tumbukan. Karena keduanya menempel, momentum awal M besar v A sama dengan momentum akhir M besar tambah m kecil dikali v aksen. Maka, kecepatan gabungan v aksen adalah M besar per M besar tambah m kecil dikali akar dua g H.

Langkah ketiga, kita cari ketinggian maksimum h aksen menggunakan kekekalan energi lagi. Energi kinetik setelah tumbukan diubah menjadi energi potensial. Dengan mensubstitusi nilai v aksen, kita peroleh h aksen sama dengan dalam kurung M besar per M besar tambah m kecil dikuadratkan dikali H.

Kesimpulannya, ketinggian maksimum yang akan dicapai keduanya adalah M besar per M besar tambah m kecil dikuadratkan dikali H. Jadi, jawaban yang paling tepat adalah pilihan B. Sampai jumpa di pembahasan soal berikutnya!