Exemples de questions sur la quantité de mouvement et l'impulsion

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…
Discussion

2. Bola bermassa 10 gram chute libre dari ketinggian tertentu, menumbuk lantai dengan kecepatan 15 m/s lalu terpantul ke atas dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan impuls !
Discussion
Est connu :
Masse de la bille (m) = 10 grammes = 0,01 kg
Vitesse initiale de la balle (v)_o) = -15 m/s
Vitesse finale de la balle (v_t) = 10m/s
Demandé : Impulsion (I)
Répondre :
Rumus teorema impuls-momentum :
Besar 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…
Discussion
Est connu :
Masse de la bille (m) = 200 grammes = 0,2 kg
Vitesse initiale de la balle (v)_o) = 4m/s
Vitesse finale de la balle (v_t) = 12m/s
Selang waktu kontak (t) = 2 milisekon = (2/1000) sekon = 0,002 sekon
Demandé : Besar gaya (F)
Répondre :
Rumus impuls :
I = F t
Formule de variation de la quantité de mouvement :
mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Rumus teorema impuls-momentum :
Besar gaya yang diberikan pemukul pada bola adalah 800 Newton.

4. Bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan v₁ = 4 ms^-1 vers la gauche. Après avoir heurté le mur, la balle rebondit à une vitesse de v₂ = 2 ms^-1 vers la droite. L'amplitude de l'impulsion produite est…

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

Discussion
Il est connu que :
Masse de la bille (m) = 20 grammes = 0,020 kg
La vitesse de la balle avant la collision (v)_o) = -4 m/s (vers la gauche)
La vitesse de la balle après la collision (v)_t) = +2 m/s (vers la droite)
v_o diberi tanda negatif untuk membedakan arahnya dengan vt.
Ditanya : Impuls
Répondre :
Impulsion (I) = variation de quantité de mouvement (Δp) = mv_t – mv_o
Impulsion (I) = m (v_t - v_o) = 0,02 (2 – (-4))
Impulsion (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)
Impulsion (I) = 0,12 Newton secondes.
La bonne réponse est 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 ms^-1

B. 10 ms^-1

C. 5 ms^-1

D. 4 ms^-1

E. 2 ms^-1

Discussion

Il est connu que :

Masse de la balle A (m_A) = 2 kg

Masse de la balle B (m_B) = 5 kg

La vitesse de la balle B avant la collision (v)_B) = 2m/s

Kecepatan bola A setelah tumbukan (v_A') = 5 m/s

La vitesse de la balle B après la collision (v)_B') = 4 m/s

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

Demandé: La vitesse de la balle A avant la collision (v)_A)

Répondre :

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

m_A v_A +m_B v_B = m_A v_A' + m_B v_B»

2(v_A) + (5)(2) = (2)(5) + (5)(4)

2(v_A) + 10 = 10 + 20

2(v_A) + 10 = 30

2(v_A) = 30 – 10

2(v_A) = 20

v_A = 20 / 2

v_A = 10 m/s

La bonne réponse est 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 ms^-1

B. 4 ms^-1

C. 8 ms^-1

D. 10 ms^-1

E. 12 ms^-1

Discussion

Il est connu que :

Masse de l'objet A (m_A) = 5 kg

Masse de l'objet B (m_B) = 2 kg

La vitesse de l'objet A avant la collision (v)_A) = 12m/s

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

La vitesse de l'objet B après la collision (v)_B') = 15 m/s

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

Demandé: La vitesse de l'objet A après la collision (v)_A')

Répondre :

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

m_A v_A +m_B v_B = m_A v_A' + m_B v_B»

(5)(12) + (2)(10) = (5)v_A‘ + (2)(15)

60 + 20 = (5)v_A‘ + 30

80 = (5)v_A‘ + 30

80 – 30 = (5)v_A»

50 = (5)v_A»

v_A‘ = 50/5

v_A‘ = 10 m/s

La bonne réponse est D.

7. Bola pingpong bermassa 5 gram chute libre dari ketinggian tertentu (g = 10 ms^-2). Saat menumbuk lantai kecepatan bola 6 ms^-1 et immédiatement après avoir touché le sol, la balle rebondit vers le haut à une vitesse de 4 m/s.^-1. Grand impulsions 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

Discussion
Est connu :
Masse de la bille (m) = 5 grammes = 0,005 kg
La vitesse de la balle juste avant de toucher le sol (v)_o) = -6 m/s
La vitesse de la balle immédiatement après avoir touché le sol (v)_t) = 4m/s
Les vitesses positives et négatives signifient que la direction de la vitesse de la balle ou la direction du mouvement de la balle avant la collision est opposée à la direction du mouvement de la balle après la collision.
Demandé : Impulsion (I)
Répondre :

Théorème de l'impulsion-quantité de mouvement stipule que impulsions (I) la même chose que changement de momentum (Δp).
I = Δp = mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
I = (0,005)(4 – (-6)) = (0,005)(4 + 6) = (0,005)(10) = 0,05 Newton-seconde
La bonne réponse est D.

8. Bola bermassa 0,5 kg jatuh bebas dari ketinggian h₁ = 7,2 m au-dessus du sol et rebondit jusqu'à une hauteur de h₂ = 3,2 m. Jika percepatan gravitasi bumi = 10 ms^-2, l'impulsion agissant sur la balle est...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Discussion
Est connu :
Masse de la balle (m) = 0,5 kg
La hauteur de la balle en chute libre (h)₁) = 7,2 mètres
La hauteur de la balle rebondissante (h)₂) = 3,2 mètres
Accélération gravitationnelle de la Terre (g) = 10 m/s²²
Demandé Impulsion agissant sur la balle
Répondre :
La vitesse de la balle juste avant l'impact (v)_o)
Calculez la vitesse de la balle juste avant l'impact en utilisant la formule de la chute libre. La hauteur (h) est de 7,2 mètres et l'accélération due à la gravité (g) est de 10 m/s².² et a demandé la vitesse finale juste avant de toucher le sol, utilisez donc la formule v² = 2 gh
v_o² = 2(10)(7,2) = 144
v_o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
La vitesse de la balle avant l'impact (v)_o) est de -12 m/s. Le signe négatif indique seulement la direction.
La vitesse de la balle immédiatement après la collision (v)_t)
Calculez la vitesse de la balle immédiatement après l'impact en utilisant la formule du mouvement vertical ascendant. La hauteur (h) est de 3,2 mètres et l'accélération due à la gravité (g) est de -10 m/s².², vitesse finale à la hauteur maximale (v_t²) = 0 et la vitesse initiale est demandée immédiatement après l'impact au sol, utilisez donc la formule v_t² = v_o² + 2 gh
v_t² = v_o² + 2 gh
0 = v_o² + 2 (-10)(3,2)
v_o² = 64
v_o = √64 = 8 m/s
La vitesse de la balle après la collision (v)_t) est de 8 m/s
Impulsion agissant sur la balle (I)
L'impulsion est calculée à l'aide de la formule du théorème de l'impulsion-quantité de mouvement.
Impulsion (I) = variation de la quantité de mouvement (Δp)
I = m (v_t - v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newtons-secondes
La bonne réponse est 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
Discussion :

Est connu :
m = 100 gram = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 milisekon = 2 x 10^-3 deuxième
v_t = +10 m/s
Demandé :
Gaya yang dikerjakan pemukul pada bola (F) ?
Répondre :
Formule d'impulsion :
I = F t
Rumus perubahan momentum :
Théorème de l'impulsion-quantité de mouvement :
Impulsion = variation de la quantité de mouvement

La bonne réponse est 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
Discussion :
Est connu :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30 m/s
Demandé :
Impuls (I) ?
Répondre :
Impulsion = variation de la quantité de mouvement
I = m (v_t - v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
La bonne réponse est 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
Discussion :
Est connu :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 sekon
Demandé :
Perubahan momentum ?
Répondre :
Perubahan momentum = m (v_t - v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N s
La bonne réponse est D.