Berikut ini Soal Fisika Tentang Momentum, Impuls, dan Tumbukan Disertai dengan pembahasannya:
1. Sebuah mobil dengan massa 340 kg sedang bergerak dengan kecepatan 36 km/jam, kemudian dipercepat dengan gaya konstan sehingga dalam waktu 10 sekon kecepatanya menjadi 90 km/jam.
Tentukan:
a. momentum mobil sebelum dipercepat
b. impuls gaya selama 10 sekon tersebut
Pembahasan
Diketahui:
m = 340 kg
vo = 36 km/jam = 10 m/s
vt = 90 km/jam = 25 m/s
t = 10 sekon
Ditanya:
a. momentum mobil sebelum dipercepat = po = ...?
b. impuls= I = ...?
Jawab:
a. po = m . vo
po = 340 x 10
= 3400 kg m/s
b. I = m(vt – vo)
I = 340(25 - 10)
I = 340(15)
I = 5100 kg m/s
2. Sebuah bola bermassa 100 gram dipukul hingga melesat dengan kelajuan 40 m/s. Jika selang waktu kontak antara pemukul dan bola 0,2 sekon, berapakah gaya rata-rata yang dikerjakan pemukul?
Pembahasan:
Diketahui:
m = 100 gram = 0,1 kg
vo= 0
vt= 40 m/s
∆t = 0,2 s
Ditanya: F = ... ?
Jawab:
F.∆t = m(vt – vo)
F (0,2) = 0,1 (40 – 0)
0,2F = 4
F = 4 / 0,2
F = 20 N
Jadi gaya rata-rata yang dikerjakan oleh pemukul adalah 20 N
3. Sebuah peluru dengan massa 20 g dan kecepatan 800 m/s mengenai dan menembus sebuah balok dengan massa 100 kg yang diam di bidang datar tanpa gesekan. Jika kecepatan peluru setelah menembus balok 200 m/s, maka hitunglah kecepatan
balok setelah tertembus peluru!
Pembahasan:
4. Sebuah peluru bermassa 10 gram ditembakkan dari senapan bermassa 2,2 kg
dengan kelajuan 180 m/s. Hitunglah kecepatan mundur sesaat menembak!
Pembahasan:
Diketahui:
Massa peluru = mp= 10 g = 0,01 kg
Massa senapan= ms= 2,2 kg
vp' = 120 m/s
vp = 0
Ditanya: vs' = ... . ?
Jawab:
mpvp + msvs = mpvp' + msvs'
0 + 0 = (0,01 x 180) + (2,2 x vs' )
-2,2 vs' = 1,8
vs' = -0,82 m/s
(tanda negatif menunjukkan bahwa arah gerak senapan berlawanan
dengan arah gerak peluru)
5. Dua buah benda A dan B massanya masing-masing 6 kg dan 2 kg bergerak berlawanan arah pada bidang datar licin dengan kelajuan sama 4 m/s. Jika terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali, berapakah kecepatan kedua benda sesaat setelah tumbukan?
Penyelesaian:
Diketahui:
mA= 6 kg
vA = 4 m/s
mB = 2 kg
vB = -4 m/s (arahnya berlawanan)
Ditanya: v' = ... ?
Jawab:
mAvA + mBvB = (mA+ mB)v'
(6 x 4) + (2 x (-4)) = (6 + 2)v'
24 – 8 = 8 v’
16 = 8 v’
v' = 2 m/s
(kedua benda bergerak searah dengan gerak benda A)
6. Sebuah bola bermassa 8 kg bergerak dengan kecepatan 12 m/s menumbuk lenting sempurna bola lain bermassa 4 kg yang sedang bergerak dengan kecepatan 8 m/s. Hitunglah kecepatan bola setelah tumbukan jika kedua benda bergerak searah!
Diketahui :
m1 = 8 kg
m2 = 4 kg
v1 = 12 m/s
v2 = 8 m/s
Ditanyakan : v1' dan v2’ = .... ?
Jawab :
v2’ – v1' = -(v2 – v1)
v2’ – v1' = -(8 – 12)
v2’ – v1' = 4
v2’ = v1' + 4 ....................persamaan 1
pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan
momentum.
m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2’
8· 12 + 4 · 8 = 8 · v1' + 4 · v2’
96 + 32 = 8 v1' + 4 v2’
128 = 8 v1' + 4 v2’ .......................persamaan 2
Substitusikan persamaan 1 ke dalam persamaan 2
128 = 8 v1' + 4(v1' + 4)
128 = 8 v1' + 4 v1' + 16
112 = 12 v1'
v1' = 9,3 m/s
Untuk menemukan v2’ subtitusikan hasil tersebut ke persamaan 1
v2’ = v1' + 4
v2’ = 9,3 + 4
v2’ = 13,3 m/s
Jadi, kecepatan bola pertama dan kedua setelah tumbukan adalah 9,3 m/s dan 13,3 m/s.
7. Sebuah bola dilepaskan dari ketinggian 8 m. Setelah menumbuk lantai, bola memantul dan mencapai ketinggian 2 m. Hitunglah koefisien restitusi pantulan dan ketinggian setelah pantulan kedua!
Pembahasan:
8. Sebuah bola bergerak dengan kecepatan 26 m/s menumbuk balok yang diam di atas lantai. Setelah tumbukan, balok terpental dengan kecepatan 14 m/s searah dengan kecepatan benda semula. Berapakah kecepatan bola setelah tumbukan, jika besar koefisien restitusi e = 0,5?
Pembahasan:
9. Bola A dan bola B bergerak di atas bidang datar segaris kerja. Bola A dengan massa 2 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 3 m/s dan bola B dengan massa 1 kg bergerak ke kiri dengan kecepatan 5 m/s. Kedua bola bertumbukan sentral. Hitunglah kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan jika tumbukan kedua bola:
a. tidak lenting sama sekali
b. lenting sebagian dengan e = 0,5
c. lenting sempurna
Pembahasan:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar