Contoh soal momentum dan impuls

11 Contoh Soal Momentum dan Impuls

1. Bola bermassa 0,2 kg dilempar mendatar dengan kelajuan 10 m/s membentur dinding tembok lalu bola dipantulkan kembali dengan kelajuan yang sama. Perubahan momentum bola adalah…
Pembahasan
Contoh-soal-momentum-dan-impuls-1Contoh-soal-momentum-dan-impuls-2

2. Bola bermassa 10 gram jatuh bebas dari ketinggian tertentu, menumbuk lantai dengan kecepatan 15 m/s lalu terpantul ke atas dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan impuls !
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola (m) = 10 gram = 0,01 kg
Kecepatan awal bola (vo) = -15 m/s
Kecepatan akhir bola (vt) = 10 m/s
Ditanya : Impuls (I)
Jawab :
Rumus teorema impuls-momentum :
Contoh-soal-momentum-dan-impuls-3Besar impuls adalah :
I = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
I = 0,01 (25)
I = 0,25 kg m/s

3. Bola bermassa 200 gram dilempar horisontal dengan kecepatan 4 m/s, lalu bola dipukul searah dengan arah bola mula-mula. Lamanya bola bersentuhan dengan pemukul adalah 2 milisekon dan kecepatan bola setelah meninggalkan pemukul adalah 12 m/s. Besar gaya yang diberikan oleh pemukul pada bola adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola (m) = 200 gram = 0,2 kg
Kecepatan awal bola (vo) = 4 m/s
Kecepatan akhir bola (vt) = 12 m/s
Selang waktu kontak (t) = 2 milisekon = (2/1000) sekon = 0,002 sekon
Ditanya : Besar gaya (F)
Jawab :
Rumus impuls :
I = F t
Rumus perubahan momentum :
m vt – m vo = m (vt – vo)
Rumus teorema impuls-momentum :
Contoh-soal-momentum-dan-impuls-4Besar gaya yang diberikan pemukul pada bola adalah 800 Newton.

4. Bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan v1 = 4 m.s-1 ke kiri. Setelah membentur tembok bola memantul dengan kecepatan v2 = 2 m.s-1 ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan adalah….
Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Impuls dan momentum 12a

A. 0,24 N.s
B. 0,12 N.s
C. 0,08 N.s
D. 0,06 N.s
E. 0,04 N.s

Pembahasan
Diketahui :
Massa bola (m) = 20 gram = 0,020 kg
Kecepatan bola sebelum bertumbukan (vo) = -4 m/s (ke kiri)
Kecepatan bola setelah bertumbukan (vt) = +2 m/s (ke kanan)
vo diberi tanda negatif untuk membedakan arahnya dengan vt.
Ditanya : Impuls
Jawab :
Impuls (I) = perubahan momentum (Δp) = m vt – m vo
Impuls (I) = m (vt – vo) = 0,02 (2 – (-4))
Impuls (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)
Impuls (I) = 0,12 Newton sekon.
Jawaban yang benar adalah B.

5. Gambar berikut menunjukkan dua bola A (massa = 2 kg) dan bola B (massa = 5 kg) sebelum dan setelah tumbukan. Jika tumbukan yang terjadi lenting sempurna maka kecepatan bola A sebelum tumbukan adalah….

A. 12 m.s-1Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 34

B. 10 m.s-1

C. 5 m.s-1

D. 4 m.s-1

E. 2 m.s-1

Pembahasan

Diketahui :

Massa bola A (mA) = 2 kg

Massa bola B (mB) = 5 kg

Kecepatan bola B sebelum tumbukan (vB) = 2 m/s

Kecepatan bola A setelah tumbukan (vA‘) = 5 m/s

Kecepatan bola B setelah tumbukan (vB‘) = 4 m/s

Kedua bola sebelum dan setelah bertumbukan bergerak ke kanan sehingga kecepatan diberi tanda positif.

Ditanya : Kecepatan bola A sebelum tumbukan (vA)

Jawab :

Hitung kecepatan bola A sebelum tumbukan (vA) menggunakan rumus hukum kekekalan momentum :

mA vA + mB vB = mA vA‘ + mB vB

2(vA) + (5)(2) = (2)(5) + (5)(4)

2(vA) + 10 = 10 + 20

2(vA) + 10 = 30

2(vA) = 30 – 10

2(vA) = 20

vA = 20/2

vA = 10 m/s

Jawaban yang benar adalah B.

6. Benda A dan B bergerak seperti gambar. Jika kemudian terjadi tumbukan lenting sempurna dan kecepatan benda B setelah tumbukan menjadi 15 m.s-1, maka kecepatan benda A setelah tumbukan adalah…

A. 2 m.s-1Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 35

B. 4 m.s-1

C. 8 m.s-1

D. 10 m.s-1

E. 12 m.s-1

Pembahasan

Diketahui :

Massa benda A (mA) = 5 kg

Massa benda B (mB) = 2 kg

Kecepatan benda A sebelum tumbukan (vA) = 12 m/s

Kecepatan benda B sebelum tumbukan (vB) = 10 m/s

Kecepatan benda B setelah tumbukan (vB‘) = 15 m/s

Kedua benda sebelum dan setelah bertumbukan bergerak ke kanan sehingga kecepatan diberi tanda positif.

Ditanya : Kecepatan benda A setelah tumbukan (vA‘)

Jawab :

Hitung kecepatan bola A sebelum tumbukan (vA) menggunakan rumus hukum kekekalan momentum :

mA vA + mB vB = mA vA‘ + mB vB

(5)(12) + (2)(10) = (5)vA‘ + (2)(15)

60 + 20 = (5)vA‘ + 30

80 = (5)vA‘ + 30

80 – 30 = (5)vA

50 = (5)vA

vA‘ = 50/5

vA‘ = 10 m/s

Jawaban yang benar adalah D.

7. Bola pingpong bermassa 5 gram jatuh bebas dari ketinggian tertentu (g = 10 ms-2). Saat menumbuk lantai kecepatan bola 6 ms-1 dan sesaat setelah menumbuk lantai bola terpantul ke atas dengan kecepatan 4 ms-1. Besar impuls yang bekerja pada bola adalah…

A. 0,50 Ns
B. 0,25 Ns
C. 0,10 Ns
D. 0,05 Ns
E. 0,01 Ns

Pembahasan
Diketahui :
Massa bola (m) = 5 gram = 0,005 kg
Kecepatan bola sesaat sebelum menumbuk lantai (vo) = -6 m/s
Kecepatan bola sesaat setelah menumbuk lantai (vt) = 4 m/s
Kecepatan bertanda positif dan negatif artinya arah kecepatan bola atau arah gerakan bola sebelum tumbukan berlawanan dengan arah gerakan bola setelah tumbukan.
Ditanya : Impuls (I)
Jawab :

Teorema impuls-momentum menyatakan bahwa impuls (I) sama dengan perubahan momentum (Δp).
I = Δp = m vt – m vo = m (vt – vo)
I = (0,005)(4 – (-6)) = (0,005)(4 + 6) = (0,005)(10) = 0,05 Newton sekon
Jawaban yang benar adalah D.

8. Bola bermassa 0,5 kg jatuh bebas dari ketinggian h1 = 7,2 m di atas lantai dan terpantul mencapai ketinggian h2 = 3,2 m. Jika percepatan gravitasi bumi = 10 ms-2, impuls yang bekerja pada bola adalah…
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola (m) = 0,5 kg
Ketinggian bola jatuh bebas (h1) = 7,2 meter
Ketinggian bola memantul (h2) = 3,2 meter
Percepatan gravitasi bumi (g) = 10 m/s2
Ditanya : Impuls yang bekerja pada bola
Jawab :
Kecepatan bola sesaat sebelum tumbukan (vo)
Hitung kecepatan bola sesaat sebelum tumbukan menggunakan rumus gerak jatuh bebas. Diketahui ketinggian (h) = 7,2 meter, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2 dan ditanyakan kecepatan akhir sesaat sebelum menumbuk lantai karenanya gunakan rumus v2 = 2 g h
vo2 = 2(10)(7,2) = 144
vo = 2(10)(7,2) = 12 m/s
Kecepatan bola sebelum tumbukan (vo) adalah -12 m/s. Tanda negatif hanya menjelaskan arah.
Kecepatan bola sesaat setelah tumbukan (vt)
Hitung kecepatan bola sesaat setelah tumbukan menggunakan rumus gerak vertikal ke atas. Diketahui ketinggian (h) = 3,2 meter, percepatan gravitasi (g) = -10 m/s2, kecepatan akhir pada ketinggian maksimum (vt2) = 0 dan ditanyakan kecepatan awal sesaat setelah menumbuk lantai karenanya gunakan rumus vt2 = vo2 + 2 g h
vt2 = vo2 + 2 g h
0 = vo2 + 2 (-10)(3,2)
vo2 = 64
vo = √64 = 8 m/s
Kecepatan bola setelah tumbukan (vt) adalah 8 m/s
Impuls yang bekerja pada bola (I)
Impuls dihitung menggunakan rumus teorema impuls-momentum.
Impuls (I) = perubahan momentum (Δp)
I = m (vt – vo) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton sekon
Jawaban yang benar adalah C.

9. Sebuah bola bermassa 100 gram dilempar mendatar dengan kelajuan 5 m/s. Kemudian bola dipukul searah dengan arah mula-mula. Bila lamanya bola bersentuhan dengan pemukul 2 ms dan kecepatan bola setelah meninggalkan pemukul 10 m/s, besar gaya yang diberikan oleh pemukul adalah …
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
E. 400 N
Pembahasan :

Diketahui :
m = 100 gram = 0,1 kg
vo = +5 m/s
t = 2 milisekon = 2 x 10-3 sekon
vt = +10 m/s
Ditanya :
Gaya yang dikerjakan pemukul pada bola (F) ?
Jawab :
Rumus impuls :
I = F t
Rumus perubahan momentum :
Momentum dan impuls - 1Teorema impuls-momentum :
Impuls = perubahan momentum

Momentum dan impuls - 2Jawaban yang benar adalah B.

10. Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar horizontal ke kanan dengan kelajuan 20 m/s. Setelah dipukul, bola bergerak ke kiri dengan kelajuan 30 m/s. Impuls yang diberikan oleh kayu pemukul pada bola adalah….
A. 4 N s
B. –4 N s
C. 5 N s
D. –5 N s
E. 10 N s
Pembahasan :
Diketahui :
m = 0,1 kg, vo = +20 m/s, vt = -30 m/s
Ditanya :
Impuls (I) ?
Jawab :
Impuls = perubahan momentum
I = m (vt – vo) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
Jawaban yang benar adalah D.

11. Bola kasti 0,5 kg mula-mula bergerak ke kiri dengan kelajuan 2 m/s. Kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola, sehingga kelajuan bola berubah menjadi 5 m/s. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah …
A. 8,0 kg m/s
B. 6,5 kg m/s
C. 5,5 kg m/s
D. 3,5 kg m/s
E. 2,5 kg m/s
Pembahasan :
Diketahui :
m = 0,5 kg, vo = -2 m/s, vt = 5 m/s, t = 0,01 sekon
Ditanya :
Perubahan momentum ?
Jawab :
Perubahan momentum = m (vt – vo) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N s
Jawaban yang benar adalah D.

Alexsander San Lohat

Sarjana Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Guru Fisika di SMAN 2 Nubatukan Lewoleba, Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara Timur.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.