Sebuah senapan memiliki peluru yang bermassa 10 gr. Untuk

Sekitar 212.1 m/s

Pembahasan

Untuk menentukan kecepatan peluru, kita akan menggunakan prinsip hukum kekekalan momentum linear dan energi kinetik.

**Langkah 1: Hitung kecepatan balok setelah tertumbuk peluru menggunakan hukum kekekalan momentum.**

Diketahui:
Massa peluru (m_p) = 10 gram = 0.01 kg
Massa balok (m_b) = 1.49 kg
Kecepatan awal peluru (v_p) = ?
Kecepatan awal balok (v_b) = 0 m/s
Kecepatan sistem (peluru + balok) setelah tumbukan (v_s) = ?

Menurut hukum kekekalan momentum: 
m_p * v_p + m_b * v_b = (m_p + m_b) * v_s
0.01 kg * v_p + 1.49 kg * 0 m/s = (0.01 kg + 1.49 kg) * v_s
0.01 * v_p = 1.50 * v_s
v_s = (0.01 / 1.50) * v_p
v_s = (1 / 150) * v_p

**Langkah 2: Gunakan prinsip energi untuk menentukan kecepatan peluru.**

Setelah tumbukan, balok (bersama peluru di dalamnya) berayun ke atas hingga ketinggian maksimum. Pada titik tertinggi, seluruh energi kinetik awal sistem berubah menjadi energi potensial.

Diketahui:
Massa gabungan (m_p + m_b) = 1.50 kg
Sudut tali terhadap vertikal (θ) = 60 derajat
Panjang tali (L) = 20 cm = 0.2 m
Tinggi maksimum yang dicapai (h) = L - L * cos(θ) = L * (1 - cos(θ))
Percepatan gravitasi (g) = 9.8 m/s² (gunakan 10 m/s² untuk penyederhanaan)

Hitung tinggi maksimum (h):
h = 0.2 m * (1 - cos(60°))
h = 0.2 m * (1 - 0.5)
h = 0.2 m * 0.5
h = 0.1 m

Energi Kinetik Awal Sistem (EK) = Energi Potensial Maksimum (EP)
0.5 * (m_p + m_b) * v_s² = (m_p + m_b) * g * h
0.5 * v_s² = g * h

Substitusikan nilai g dan h:
0.5 * v_s² = 10 m/s² * 0.1 m
0.5 * v_s² = 1 m²/s²
v_s² = 2 m²/s²
v_s = sqrt(2) m/s ≈ 1.414 m/s

**Langkah 3: Hitung kecepatan awal peluru (v_p) menggunakan hubungan v_s dari Langkah 1.**

v_s = (1 / 150) * v_p
1.414 m/s = (1 / 150) * v_p
v_p = 1.414 m/s * 150
v_p ≈ 212.1 m/s

Jadi, kecepatan peluru adalah sekitar 212.1 m/s.