FISIKA 11

v p
Gambar 4.8 Ayunan balistik
144
v’
Fisika Kelas XI
h
Prinsip kerja ayunan balistik didasarkan pada Hukum Kekekalan
Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Sebuah peluru
yang ditembakkan pada balok akan bersarang dalam balok yang mengakibatkan
balok mengayun dan mencapai ketinggian tertentu. Pada saat
balok mengayun terjadilah perubahan energi kinetik yang dimiliki peluru
menjadi energi potensial. Apabila massa peluru, massa balok, ketinggian
ayunan diketahui, maka kecepatan peluru dapat dihitung. Perhatikan
Gambar 4.18.
Sekarang mari kita tinjau keadaan sesaat setelah peluru menumbuk
balok. Pada saat ini berlaku Hukum Kekekalan Momentum yang diberikan
dengan persamaan:
mv + mv = ( m + m) v’
p p b b p b
Karena balok diam maka v b = 0, sehingga:
mv = ( m + m) v’
p p p b
Nah, setelah peluru bersarang di balok keduanya akan bergerak
dengan kecepatan v’. Sehingga energi kinetik yang dimiliki adalah
1
2
( mp + mb) v’
. Ketika balok dengan peluru ini berayun, Hukum Kekekal-
2
an Energi Mekanik akan berlaku yang dinyatakan dalam bentuk,
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2 1
2
( mp + mb) v’ + 0 = 0 + ( mp + mb) gh
2
2
v’ = 2gh
v’ = 2gh
Jika persamaan ini disubstitusikan ke persamaan Hukum Kekekalan
Momentum didapatkan,
mv = ( m + m)
2gh
p p p b
mv = ( m + m)
2gh
p p p b
Keterangan:
v p = kelajuan peluru saat keluar senapan (m/s)
m p = massa peluru (kg)
m b = massa balok (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s)
h = tinggi maksimal ayunan (m)
Untuk mengetahui penerapan persamaan tersebut, simaklah contoh
berikut.