1.
Sebuah bola yang mempunyai massa 0,4 kg jatuh dari ketinggian 45 m. Waktu
sentuh bola menumbuk tanah adalah 0,1 s sampai akhirnya bola berbalik dengan
kecepatan 2/3 kali kecepatan ketika bola menumbuk tanah. Hitunglah :
a) Perubahan
momentum bola pada saat menumbuk tanah.
b) Besarnya
gaya yang bekerja pada bola akibat menumbuk tanah.
Jawab :
Besaran yang diketahui :
m = 0,4 kg
h = 45 m
= 0,1 s
= 
= 30 m/s
= 
(30 m/s) =-20 m/s
a. Perubahan momentum
(0,2kg)(-20 m/s – 30 m/s)
-10 kg m/s
b. gaya yang bekerja pada bola.
= 
= -100 N
2.
Sebuah gaya bekerja pada suatu benda.
Jika diketahui bahwa perubahan momentum benda adalah 120 kg m/s, berapa lamakah
gaya tersebut beraksi?
Jawab
:
Besaran
yang diketahui :
F
= 2 N
120 kg m/s
Untuk
mencari lamanya gaya beraksi, kita dapat menggunakan konsep “impuls sama dengan
perubahan momentum”.
= 
= 60 s
3.
Sebuah
bola plastik memiliki massa 0,5 kg dilemparkan kearah dinding dengan kelajuan
10 m/ s. Bola tersebut bersentuhan dengan dinding selama 0,01 s dan terpantul
dengan kelajuan 5 m/s. Hitunglah gaya yang dialami Bola tersebut.
Jawab :
Besaran yang diketahui :
m = 0,5 kg
v = 10 m/s
v’ = 5 m/s
0,01 s
= (0,5 kg)( 5 m/s-10 m/s)
= -2,5 kg m/s
Gaya yang bekerja pada bola.
= 
= -250 N
4.
Ada
dua buah benda yaitu benda A bermassa 2 kg, bergerak kekanan dengan kelajuan 10
m/s. Benda B yang bermassa 7 kg bergerak kekiri dengan kelajuan 4 m/s.
Hitunglah :
a. Momentum benda A
b. Momentum benda B
c. Momentum total benda A dan B
Jawab
:
Besaran
yang diketahui :
m
A = 2 kg
m
B = 7 kg
v
A = 10 m/s
v
B = 4 m/s
a. Momentum benda A
p
= m.v
=
2 kg . 10 m/s
=
20 kg m/s
b. Momentum benda B
p
= m.v
=
7 kg . 4 m/s
=
28 kg m/s
c. Momentum total benda A dan B
mtotal
= pA + pB
= 20 kg m/s + 28 kg m/s
= 48 kg m/s
5. Dua bola masing- masing 2 kg. Bola
pertama bergerak ke timur dengan kecepatan
4 m/s dan bola kedua bergerak keutara dengan kecepatan 3 m/s. Tentukan
momentum total kedua benda tersebut.
Jawab :
Besaran yang diketahui :
mA = 2 kg
mB = 2 kg
vA = 4 m/s
vB = 3 m/s
pA = m.v
= 2 kg . 4 m/s
= 8 kg m/s
pB = m.v
= 2 kg . 3 m/s
= 6 kg m/s
mtotal=
pA + pB
= 8 kg m/s + 6 kg m/s
= 14 kg m/s
6. Sebuah bola dengan massa 0,1 kg dijatuhkan dari
ketinggian 1,8 meter dan mengenai lantai. Kemudian dipantulkan kembali sampai
ketinggian 1,2 m. Jika g = 10 m/s2. Tentukan :
A.
impuls karena
berat bola ketika jatuh.
B.
koefisien
restitusinya.
Jawab :
. Besaran yang diketahui diketahui :
m = 0,1 kg
h = 1,8 m
h’ = 1,2 m
g = 10 m/s2
Selama bola jatuh ke tanah
terjadi perubahan energi potensial menjadi energi kinetik, sehingga
Ep
= Ek
mgh = ½ mv2
v
= √2gh
Impuls bola karena berat
ketika jatuh adalah...
I = F ∆t
= m∆v
= m√2gh
= (0,1) √2(10) (1,8)
= (0,1) (6)
= 0,6 Ns
Koefisien restitusi:
m = 0,1 kg
h = 1,8 m
h’ = 1,2 m
g = 10 m/s2
e = √h’ : h
= √1,2 : 1,8
= √2 : 3
= 0,8
7. Sebuah bola 0,2 kg dipukul pada saat sedang bergerak
dengan kecepatan 30 m/s. Setelah meninggalkan pemukul, bola bergerak dengan
kecepatan 40 m/s berlawanan arah semula. Hitunglah impuls pada tumbukan
tersebut...
Jawab :
Besaran yang diketahui :
m = 0,2 kg
v1 = 30 m/s
v2 = -40 m/s
Impuls yang terjadi pada saat tumbukan adalah
I = F . ∆t
= m (v2 – v1)
= 0,2 (-40 – 30)
= -14 Ns
Tanda minus berarti arah pemukul berlawanan dengan
arah datangnya bola.
8. Sebuah benda bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam
dipukul sehingga bergerak dengan kecepatan 14 m/s. Jika gaya bekerja selama 0,01
sekon,
Tentukan besar gaya yang diberikan
pada benda tersebut!
Besaran yang diketahui :
m = 0,2 kg
v1 = 0
v2 = 14 m/s
∆t = 0,01 s
F ∆t
= m(v2
– v1)
F (0,01)
= 0,2 (14 – 0)
F
= 280 N
9. Sebuah gerbong kereta dengan massa 10.000kg bergerak
dengan laju 24 m/s. Gerbong tersebut menabrak gerbong lain yang serupa dan
dalam keadaan diam. Akibat tabrakan tersebut, gerbong tersambung menjadi satu.
Berapakah kecepatan bersama dari gerbong tersebut?
Besaran yang diketahui :
m = 10.000 kg
v1 = 24 m/s
v0 = 0
Momentum total awal dari
kejadian tersebut adalah...
Ptot
= m1 v1 + m2 v2
= (10.000)(24) +
(10.000)(0)
= 240.000 kgm/s
Setelah tumbukan, momentum
total akan sama dan dimiliki bersama oleh kedua gerbong. Karena kedua gerbong
menjadi satu maka laju mereka adalah v’
Ptot
= (m1
+ m2) v’
2,4 x 105
= (10.000 + 10.000)v’
V’
= (2,4 x 105) : (2 x 104)
= 12 m/s.
10. Sebuah balok bermassa 950 gram diam diatas
bidang datar dengan koefisien gesekan kinetik 0,1. Sebutir peluru yang
bermassa 50 gram menumbuk balok tersebut. Kelajuan peluru saat itu adalah 50
m/s. Jika peluru bersarang di balok,
a. Tentukan laju balok setelah tumbukan!
b. kapan dan dimana balok
akan berhenti?
Besaran yang diketahui :
mb = 950 gram =
0,95 kg
µk = 0,1
mp = 50 gram =
0,05 kg
vp = 50 m/s
mb vb
+ mp vp
= (mp + vp) v’
(0,95) (0) + (0,05)(50)
= (0,95+0,05)
v’
0 + 2,5
= v’
V’
= 2,5 m/s
kapan dan dimana balok akan
berhenti?
. ΣF = 0
F + fk = 0
F = - fk
ma = -µk
N
ma = -µk
mg
a = -µk g
a = -(0,1) (10)
a = -1 m/ss
(tanda minus menunjukkan gerak
diperlambat)
balok berhenti berarti v1
= 0. Berdasarkan gerak lurus berubah beraturan maka v1 = v0
+ at
v0 adalah
kecepatan awal balok setelah tumbukan, yaitu v’ = 2,5 m/s, sehingga
0 = 2,5 – 1t
t = 2,5 s
jarak yang ditempuh
x = v0t + ½ at2
= (2,5) (2,5) + ½ (-1) (2,5)2
= 6,25 – 3,125
= 3,125 m
11. Hitung kecepatan balik senapan yang memiliki massa 5
kg dan menembakkan peluru 25 gram dengan laju 120 m/s.
Besaran yang diketahui :
ms = 5 kg
mp = 25 gr =
0,025 kg
vp’ = 120 m/s
Momentum total sistem
tetap kekal. Kekekalan momentum pada arah x menghasilkan
ms vs
+ mp vp = ms vs’ + mp
vp’
0 + 0
= (5) vs’+ (0,025)(120)
0
= 5 Vs’ + 3
Vs’
= -3 : 5
Vs’
= - 0,6 m/s
0 Response to "Contoh soal dan pembahasan fisika teknik tentang momentum dan impuls"
Post a Comment
Silahkan berkomentar :)
saran dan masukan sangat berarti bagi kita semua
let's share knowledge together ^^