Contoh soal Momentum Linear

8 Contoh soal Momentum Linear

1. Benda bermassa 1 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Momentum benda tersebut adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa (m) = 1 kg
Kecepatan (v) = 10 m/s
Ditanya : momentum linear (p)
Jawab :
Rumus momentum : p = m v
Keterangan : p = momentum, m = massa, v = kecepatan.
Momentum benda adalah :
p = m v = (1)(10) = 10 kg m/s²

2. Dua benda masing-masing bermassa 2 kg dan 4 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Momentum masing-masing benda tersebut adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda A (m_A) = 2 kg
Massa benda B (m_B) = 4 kg
Kecepatan benda A (v_A) = 20 m/s
Kecepatan benda B (v_B) = 20 m/s
Ditanya : momentum benda A (p_A) dan momentum benda B (p_B)
Jawab :
Momentum benda A :
p_A = m_A v_A = (2)(20) = 40 kg m/s
Momentum benda B :
p_B = m_B v_B = (4)(20) = 80 kg m/s
Apabila kecepatan kedua benda sama maka benda yang bermassa besar mempunyai momentum lebih besar.

3. Benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg. Benda A bergerak dengan kecepatan 2 m/s dan benda B bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Momentum benda A dan benda B adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda A (m_A) = 2 kg
Massa benda B (m_B) = 2 kg
Kecepatan benda A (v_A) = 2 m/s
Kecepatan benda B (v_B) = 4 m/s
Ditanya : momentum benda A (p_A) dan momentum benda B (p_B)
Jawab :
Momentum benda A :
p_A = m_A v_A = (2)(2) = 4 kg m/s
Momentum benda B :
p_B = m_B v_B = (2)(4) = 8 kg m/s
Apabila massa kedua benda sama maka benda yang mempunyai kecepatan lebih besar mempunyai momentum lebih besar.

4. Benda bermassa 5 kg sedang berada dalam keadaan diam. Momentum benda tersebut adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda (m) = 5 kg
Kecepatan benda (v) = 0
Ditanya : momentum benda (p)
Jawab :
p = m v = (5)(0) = 0
Jika benda diam maka sebesar apapun massa benda, momentum benda tersebut bernilai nol.

5. Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 ms^-1. Kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola, sehingga kecepatan bola berubah menjadi 6 ms^-1. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah…

A. 8 kg m s^-1

B. 6 kg m s^-1

C. 5 kg m s^-1

D. 4 kg m s^-1

E. 2 kg m s^-1

Pembahasan

Diketahui :

Massa bola (m) = 0,5 kg

Kecepatan awal (v_o) = 2 m/s

Kecepatan akhir (v_t) = -6 m/s

Selang waktu (t) = 0,01 sekon

Ditanya : Perubahan momentum

Jawab :

Rumus perubahan momentum :

∆p = m v_t – m v_o = m (v_t – v_o)

∆p = (0,5 kg)(- 6 m/s – 2 m/s)

∆p = (0,5 kg)(-8)

∆p = 4 kg m/s

Jawaban yang benar adalah D.

6. Benda bermassa 100 gr bergerak dengan laju 5 ms^-1. Untuk menghentikan laju benda tersebut, gaya penahan F bekerja selama 0,2 s. Besar gaya F adalah …

A. 0,5 N

B. 1,0 N

C. 2,5 N

D. 10 N

E. 25 N

Pembahasan

Diketahui :

Massa benda (m) = 100 gram = 100/1000 = 0,1 kg

Kelajuan awal benda (v_o) = 5 m/s

Kelajuan akhir benda (v_t) = 0

Waktu tumbukan (Δt) = 0,2 sekon

Ditanya : Besar gaya F

Jawab :

Teorema impuls-momentum menyatakan bahwa impuls sama dengan perubahan momentum.

I = ΔP

F (Δt) = m (v_t – v_o)

F (0,2) = 0,1 (0 – 5)

F (0,2) = 0,1 (– 5)

F (0,2) = -0,5

F = -0,5 / 0,2

F = -2,5 N

Besar gaya adalah 2,5 Newton. Tanda negatif menjelaskan arah gaya. Gaa bertanda negatif artinya arah gaya berlawanan arah dengan gerak benda.

Jawaban yang benar adalah C.

7. Bola tenis massanya 100 gram dijatuhkan ke lantai dari ketinggian 20 cm tanpa kecepatan awal. Setelah mengenai lantai bola memantul dengan kecepatan 1 ms^-1 dan (g = 10 ms^-2). Perubahan momentum yang dialami bola tersebut adalah…

A. 0,1 Ns

B. 0,3 Ns

C. 0,5 Ns

D. 0,8 Ns

E. 0,9 Ns

Pembahasan

Diketahui :

Massa bola (m) = 100 gram = 0,1 kg

Ketinggian (h) = 20 cm = 0,2 meter

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Kecepatan bola sesaat setelah menumbuk lantai (v_t) = 1 m/s

Ditanya : perubahan momentum bola

Jawab :

Kecepatan bola sebelum tumbukan (v_o)

Hitung kecepatan bola sebelum tumbukan menggunakan rumus gerak jatuh bebas. Diketahui ketinggian bola jatuh bebas (h) = 0,2 meter, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s² dan ditanya kecepatan bola pada saat menumbuk lantai karenanya digunakan rumus v² = 2 g h

v² = 2 (10)(0,2) = 4

v = √4 = -2 m/s

Diberi tanda negatif karena arah gerakan bola sebelum bertumbukan dengan lantai berlawanan dengan arah gerakan bola setelah bertumbukan dengan lantai.

Perubahan momentum bola (Δp)

Δp = m v_t – m v_o = m (v_t – v_o)

Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newton sekon

Jawaban yang benar adalah B.

8. Sebuah benda yang mula-mula diam, meledak menjadi 2 bagian dengan perbandingan 3 : 2. Bagian yang massanya lebih besar terlempar dengan kecepatan 20 ms^-1 . Maka kecepatan terlemparnya bagian yang lebih kecil adalah…

A. 13,3 m s^–1

B. 20 m s^–1

C. 30 m s^–1

D. 40 m s^–1

E. 60 m s^–1

Pembahasan

Diketahui :

Massa benda 1 sebelum tumbukan = m

Kecepatan benda 1 sebelum tumbukan = 0 (benda diam)

Massa bagian 1 setelah tumbukan (m₁) = 3m

Massa bagian 2 setelah tumbukan (m₂) = 2m

Kecepatan bagian 1 setelah tumbukan (v₁‘) = 20 m/s

Ditanya : Kecepatan bagian 2 setelah tumbukan (v₂‘)

Jawab :

Rumus hukum kekekalan momentum :

m₁v₁ = m₁v₁‘ + m₂v₂‘

(m)(0) = (3m)(20) + (2m) v₂‘

0 = 60m + (2m) v₂‘

60m = -2m v₂‘

60 = -2 v₂‘

v₂‘ = -60/2

v₂‘ = -30 m/s

Tanda negatif menunjukkan bahwa arah gerakan bagian 2 berlawanan dengan arah bagian 1. Misalnya jika bagian 1 terlempar ke timur maka bagian 2 terlempar ke barat.

Jawaban yang benar adalah C.

Sumber soal:

Soal UN Fisika SMA/MA