Primalangga - Contoh soal dan Pembahasan Impuls
dan Momentum, soal impuls dan momentum pilihan ganda, contoh soal hubungan
impuls dan momentum, materi momentum dan impuls, contoh soal tumbukan, contoh
soal impuls dan momentum linear, soal pilihan ganda dan pembahasan impuls dan
momentum, contoh soal hukum kekekalan momentum, contoh impuls dalam kehidupan
sehari-hari
Soal No. 1
Bola karet dijatuhkan dari ketinggian 1 meter seperti gambar berikut !
Jika bola memantul kembali ke atas dengan ketingggian 0,6 meter, tentukan
tinggi pantulan bola berikutnya!
Pembahasan
Soal No. 2
Sebuah benda bermassa 1 kg dipengaruhi gaya selama 20 sekon seperti ditunjukkan
grafik berikut!
Jika kelajuan awal benda 50 m/s tentukan kelajuan benda saat
detik ke 15!
Pembahasan
Impuls I = Luas grafik F-t = (10) (15) = 150 kg.m.s−1
Impuls I = m(v2 − v1)
Soal No. 3
Dua orang anak masing-masing A bermassa 75 kg dan B bermassa 50 kg menaiki
perahu yang bergerak ke arah kanan dengan kelajuan 20 m/s.
Jika massa perahu adalah 225 kg tentukan kelajuan perahu saat :
a) anak A meloncat ke belakang dengan kelajuan 50 m/s
b) anak B meloncat ke arah depan dengan kelajuan 50 m/s
Pembahasan
a) anak A meloncat ke belakang dengan kelajuan 50 m/s
Saat anak A meloncat ke belakang maka dua kelompok yang terlibat adalah anak A
dengan massa sebut saja m1 = 75 kg dan anak B
bergabung dengan perahu dengan total massa sebut saja m2 = 225 +
50 = 275 kg. Kecepatan awal anak A dan B adalah sama dengan kecepatan perahu =
20 m/s
Dengan demikian kecepatan perahu setelah anak A melompat ke belakang sekaligus
kecepatan anak B yang masih naik perahu adalah 39,1 m/s
b) anak B meloncat ke arah depan dengan kelajuan 50 m/s
Saat anak B meloncat ke depan, maka dua kelompok yang terlibat adalah anak B
dengan massa sebut saja m1 = 50 kg dan anak A bersama
perahu sebut saja m2= 225 + 75 = 300 kg.
Dengan demikian kecepatan perahu sekaligus kecepatan anak A yang masih naik
perahu setelah anak B meloncat ke depan adalah 15 m/s
Catatan : Tanda (+) untuk kecepatan jika
anak melompat searah gerak perahu, tanda (−) jika anak melompat berlawanan arah
dengan gerak perahu.
Soal No. 4
Grafik di atas menyatakan hubungan gaya F yang bekerja pada benda bermassa 3 kg
terhadap waktu t selama gaya itu bekerja pada benda. Bila benda mula-mula diam,
maka kecepatan akhir benda dalam m s-1 adalah...
A. 5
B. 10
C. 15
D. 20
E. 25
(Impuls - umptn 1991)
Pembahasan
Seperti soal sebelumnya
Impuls I = luas trapesium = 1/2 (6 + 9)4 = 30
Karena
I = m(v2 − v1) dengan v1 = 0, maka
30 = 3v2
m = 30/3 = 10 m/s
Soal No. 5
Sebuah benda bermassa 5 kg mengalami perubahan kecepatan dari 10 m/s menjadi 15
m/s. Tentukan impuls yang bekerja pada benda!
Pembahasan
Data:
m = 5 kg
v1 = 10 m/s
v2 = 15 m/s
I =....
Rumus dasar impuls yaitu perubahan momentum benda.
I = P2 − P1
I = mv2 − mv1
I = m(v2 − v1)
Sehingga:
I = 5 (15 − 10) = 25 kg m/s
Soal No. 6
Dalam suatu permainan sepakbola, seorang pemain melakukan tendangan penalti.
Tepat setelah ditendang bola melambung dengan kecepatan 50 m/s. Bila gaya
tendangan 250 N sepatu pemain menyentuh bola selama 0,3 sekon maka massa bola
adalah....
A. 1,2 kg
B. 1,5 kg
C. 1,8 kg
D. 2,0 kg
E. 2,5 kg
(Gaya dan Impuls - ebtanas 1999)
Pembahasan
Menentukan massa dari hubungan gaya dan impuls.
Data:
v2 = 50 m/s
v1 = 0 m/s
F = 250 N
Δt = 0,3 sekon
m =....
Dari rumus yang sama dengan soal soal di atasnya
Soal No. 7
Sebuah benda bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam dipukul sehingga bergerak
dengan kecepatan 14 m/s. Jika gaya bekerja selama 0,01 sekon, maka besar gaya
yang diberikan pada benda adalah...
A. 280 N
B. 240 N
C. 200 N
D. 160 N
E. 140 N
(Impuls - ebtanas 1996)
Pembahasan
Menentukan hubungan gaya dan impuls.
Data:
v2 = 14 m/s
v1 = 0 m/s
m = 0,2 kg
Δt = 0,01 sekon
F =....
Soal No. 8
Sebuah mobil bermassa 5 ton bergerak dengan kelajuan 20 m/s. Tentukan besar
impuls yang harus diberikan untuk menghentikan mobil tersebut!
Pembahasan
Menentukan hubungan gaya dan impuls.
Data:
v0 = 0 m/s
v1 = 20 m/s
m = 5000 kg
I =....
Impuls yang diberikan sebesar 100000 Ns berlawanan dengan gerak mobil.
Jika bola m dan balok M bergerak bersama setelah bertumbukan dan panjang tali
pengikat bola m adalah 80 cm, tentukan kelajuan keduanya!
Pembahasan
Cari terlebih dahulu kecepatan bola m saat menumbuk balok M
Soal No. 10
Sebuah bola bermassa 100 gram menumbuk dinding tembok dengan
kelajuan 25 m/s membentuk sudut 30° terhadap arah vertikal. Bola kemudian
memantul dengan sudut dan kelajuan yang sama. Tentukan besar impuls yang
terjadi pada bola tersebut!
Pembahasan
Datanya:
m = 100 gram = 0,1 kg
v1 = 25 m/s → P1 = mv1 = 0,1 ×
25 = 2,5 kg m/s
v2 = 25 m/s → P2 = m2 = 0,1 ×
25 = 2,5 kg m/s
I =.....
Impuls adalah selisih momentum jadi
I = P2 − P1
Artinya vektornya P2 dikurangi vektor P1, jadi tidak
boleh 2,5 kurang 2,5 sama dengan nol. Boleh langsung kurang kalau P1 dan P2 lurus
satu garis.
Cara Pertama, menggunakan rumus langsung selisih dua vektor.
Dari rumus selisih dua vektor waktu kelas 10, dengan data:
P1 = 2,5 kg m/s
P2 = 2,5 kg m/s
θ = 60°
Masukkan rumus selisih dua vektor
P2 − P1 tidak lain adalah P2 + (−P1). Jadi bisa
dipandang sebagai operasi penjumlahan. Balik tanda panah pada P1 untuk
memperoleh vektor −P1 seperti pada gambar (ii). Terlihat bahwa sudut antara P2 dengan −P1 adalah
120°.
Masukkan ke rumus jumlah dua vektor, untuk P1 dibawah
tanda akar, masukkan 2,5 tanpa tanda negatif, karena yang diperlukan di situ
adalah besarnya P1 saja.
Perhatikan perbedaannya, cara pertama menggunakan sudut 60° sedangkan cara
kedua menggunakan sudut 120°, hasilnya sama.
Soal No. 11
Bola merah bermassa 1 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 20 m/s menumbuk bola
hijau bermassa 1 kg yang diam di atas lantai.
Tentukan kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan jika terjadi tumbukan
tidak lenting (sama sekali)!
Pembahasan
Kecepatan benda yang bertumbukan tidak lenting sempurna setelah bertumbukan
adalah sama, sehingga v'1 = v'2 =
v'
Dari hukum Kekekalan Momentum di dapat :
Soal No. 12
Bola hitam dan bola hijau saling mendekat dan bertumbukan seperti diperlihatkan
gambar di bawah!
Jika koefisien restituti tumbukan adalah 0,5 dan massa masing-masing bola
adalah sama sebesar 1 kg, tentukan kelajuan kedua bola setelah tumbukan!
Pembahasan
Contoh soal dan Pembahasan Impuls dan
Momentum, soal impuls dan momentum pilihan ganda, contoh soal hubungan
impuls dan momentum, materi momentum dan impuls, contoh soal tumbukan, contoh
soal impuls dan momentum linear, soal pilihan ganda dan pembahasan impuls dan
momentum, contoh soal hukum kekekalan momentum, contoh impuls dalam kehidupan
sehari-hari