8 Contoh soal Tumbukan
Kuʻi elastic kūpono
1. Dua benda A (3 kg) dan B (5 kg) bergerak searah dengan kecepatan masing-masing 8 ms-1 dan 4 ms-1 . Apabila benda A menumbuk benda B secara lenting sempurna, maka kecepatan masing-masing benda sesudah tumbukan adalah…..
A. 3 ms -1 dan 7 ms -1
B. 6 ms -1 dan 10 ms -1
C. 4,25 ms -1 dan 10 ms -1
D. 5,5 ms -1 dan 5,5 ms -1
E. 8 ms -1 dan 4 ms -1
Pahana
Ua ʻike ʻia:
Ka nuipa o ka mea A (m1) = 3 kg
Ka nuipa o ka mea B (m2) = 5 kg
Ka wikiwiki o ka mea A (v1) = 8 ms-1
ʻO ka wikiwiki o ka mea B (v2) = 4 ms-1
Kuʻi elastic kūpono
Ua nīnau ʻia: v1‘ dan v2'
Pane:
Jika benda-benda yang bertumbukan lenting sempurna mempunyai massa berbeda dan kelajuan kedua benda setelah bertumbukan tidak diketahui maka kelajuan setelah tumbukan dihitung menggunakan persamaan berikut :
Kedua benda bergerak searah sehingga kecepatan kedua benda bertanda positif. Jika kedua benda bergerak berlawanan arah maka salah satu kecepatan benda bertanda positif dan kecepatan benda lainnya bertanda negatif.
Jadi kecepatan benda A (v1‘) setelah tumbukan adalah 3 m/s dan kecepatan benda B (v2‘) setelah tumbukan adalah 7 m/s.
ʻO A ka pane pololei.
2. Sebuah bola yang mempunyai momentum P menumbuk dinding dan memantul. Tumbukan bersifat lenting sempurna dan arahnya tegak lurus. Besar perubahan momentum bola adalah …
A. nol
B. p/4
C. p/4
D.P.
E. 2P
Pahana
Ua ʻike ʻia:
Massa bola = m
Kecepatan bola sebelum tumbukan = v
Kecepatan bola setelah tumbukan = -v (bola memantul ke kiri)
Momentum bola sebelum tumbukan (po) = mv
Momentum bola setelah tumbukan (pt) = m (-v) = – mv
Ua nīnau ʻia: Besar perubahan momentum bola
Pane:
Perubahan momentum :
Δp = pt - po
Δp = – mv – mv
Δp = – 2 mv
Δp = -2p
Besar perubahan momentum bola adalah 2p. Tanda negatif menunjukkan arah.
ʻO ka pane pololei ʻo E.
3. Dua buah benda A dan B yang bermassa sama bergerak saling berpapasan. A bergerak ke Timur dan B ke Barat, masing-masing dengan kecepatan V dan 2V. Apabila benda tersebut mengalami tumbukan lenting sempurna, maka sesaat setelah tumbukan adalah …
A. VA = V ke Barat, VB = V ke Timur
B. VA = 2V ke Barat, VB = 2V ke Timur
C. VA = 2V ke Barat, VB = V ke Timur
D. VA = V ke Barat, VB = 2V ke Timur
E. VA = 2V ke Timur, VB = V ke Barat
Pahana
Ua ʻike ʻia:
Kedua benda bermassa sama.
A bergerak ke timur dengan kecepatan V
B bergerak ke barat dengan kecepatan 2V
Ua nīnau ʻia: Kecepatan A dan B setelah tumbukan
Pane:
Jika massa kedua benda sama dan kedua benda bertumbukan lenting sempurna, maka kedua benda bertukar kecepatan setelah tumbukan.
Jadi setelah tumbukan, A bergerak ke barat dengan kecepatan 2V dan B bergerak ke timur dengan kecepatan V.
ʻO C ka pane pololei.
Tumbukan Lenting Sebagian
4. Neʻe pololei nā mea ʻelua o ka nui like kekahi i kekahi e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi!
Inā v2ʻo ' ka wikiwiki o ka mea (2) ma hope o ke kuʻi ʻana i ka ʻākau ma ka wikiwiki o 5 ms-1, a laila ka nui o ka wikiwiki v1 ' (1) ma hope o ke kuʻi ʻana he…..
A. 7 ms-1
B. 9 ms-1
C. 13 ms-1
D. 15 ms-1
E. 17 ms-1
Pahana
Ua ʻike ʻia:
Ua like ke kaumaha o nā mea ʻelua = m
ʻO ka wikiwiki o ka mea 1 ma mua o ke kuʻi ʻana (v1) = 8 m/s
ʻO ka wikiwiki o ka mea 2 ma mua o ke kuʻi ʻana (v2) = 10 m/s
ʻO ka wikiwiki o ka mea 2 ma hope o ke kuʻi ʻana (v2') = 5 m/s
Ua nīnau ʻia: ʻO ka wikiwiki o ka mea 1 ma hope o ke kuʻi ʻana (v1')
Pane:
He kuʻi elastic kūpono ʻole kēia. v1' ua helu ʻia me ka hoʻohana ʻana i ke kānāwai o ka mālama ʻana i ka momentum:
m1 v1+m2 v2 = m1 v1' + m2 v2'
m (ʻiwi)1 + i loko2) = m (v1' + v2')
v1 + i loko2 = v1' + v2'
8 + 10 = v1' + 5
18 = v1' + 5
v1' = 13 m/s
ʻO C ka pane pololei.
Tumbukan Tidak Lenting
5. Sebuah peluru massa 10 gram meluncur dengan kecepatan 100 m s-1 , menumbuk balok kayu yang diam dan bersarang di dalamnya. Jika massa balok kayu 490 gram, kecepatan balok kayu dan peluru sesaat setelah tumbukan adalah …
B. 2,0 ms-1
C. 2,5 ms-1
D. 4,0 ms-1
E. 5,0 ms-1
Pahana
Ua ʻike ʻia:
Massa peluru (m1) = 10 grams
Kecepatan peluru (v1) = 100 ms-1
Massa balok (m2) = 490 grams
Kecepatan balok (v2) = 0 m/s (balok diam)
Ua nīnau ʻia: Kecepatan balok kayu dan peluru sesaat setelah tumbukan
Pane:
Peluru menumbuk balok kayu yang diam dan bersarang di dalamnya, sehingga ini merupakan tumbukan tidak lenting. Rumus tumbukan tidak lenting :
Momentum sebelum tumbukan = momentum setelah tumbukan
m1 v1 +m2 v2 = (m1 +m2) v'
(10)(100) + (490)(0) = (10 + 490) v'
1000 + 0 = 500 v'
1000 = 500 v'
v' = 1000 / 500
v’ = 2 m/s = 2 m s-1
ʻO ka pane pololei ʻo B.
6. Sebuah truk yang sedang bergerak dengan kecepatan 10 ms-1 ditabrak oleh sebuah mobil yang sedang berjalan dengan kecepatan 20 ms-1. Setelah tabrakan kedua mobil itu berpadu satu sama lain. Jika massa truk 1400 kg dan massa mobil 600 kg, kecepatan kedua kendaraan setelah tabrakan adalah …
A. 6 ms-1
B. 9 ms-1
C. 11 ms-1
D. 13 ms-1
E. 17 ms-1
Pahana
Setelah tabrakan kedua mobil itu berpadu satu sama lain karenanya merupakan tumbukan tidak lenting.
Ua ʻike ʻia:
Kecepatan truk (v1) = 10 m/s
Kecepatan mobil (v2) = 20 m/s
Massa truk (m1) = 1400 kg
Massa mobil (m2) = 600 kg
Ua nīnau ʻia: kecepatan kedua kendaraan setelah tabrakan (v)
Pane:
Rumus tumbukan tidak lenting :
m1 v1 +m2 v2 = (m1 +m2) ma
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v
26000 = 2000 v
v = 13 m/s
ʻO D ka pane pololei.
7. Sebutir peluru 20 gram bergerak dengan kecepatan 10 ms-1 arah mendatar menumbuk balok bermassa 60 gram yang sedang diam di atas lantai. Jika peluru tertahan di dalam balok, maka kecepatan balok sekarang adalah….
A. 1,0 ms-1
B. 1,5 ms-1
C. 2,0 ms-1
D. 2,5 ms-1
E. 3,0 ms-1
Pahana
Ua ʻike ʻia :
Massa peluru (mP) = 20 grams = 0,02 kg
Massa balok (mB) = 60 grams = 0,06 kg
Ka wikiwiki mua o ka pōkā (vP) = 10 m/s
Kecepatan awal balok (vB) = 0
Ua nīnau ʻia : kecepatan peluru dan balok setelah bertumbukan (v’)
Pane :
Haʻilula ke kānāwai o ka mālama ʻana i ka momentum jika kedua benda menyatu setelah tumbukan :
mP vP +mB vB = (mP +mB) v'
(0,02)(10) + (0,06)(0) = (0,02 + 0,06) v'
0,2 + 0 = 0,08 v'
0,2 = 0,08 v'
v' = 0,2 / 0,08
v' = 2,5 m/s
ʻO D ka pane pololei.
8. Dua troli A dan B masing-masing 1,5 kg bergerak saling mendekat dengan vA = 4 ms-1 a me vB = 5 ms-1 seperti pada gambar. Jika kedua troli bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan kedua troli sesudah bertumbukan adalah …
A. 4,5 ms-1 i ka ʻākau
B. 4,5 ms-1 i ka hema
C. 1,0 ms-1 i ka hema
D. 0,5 ms-1 i ka hema
E. 0,5 ms-1 i ka ʻākau
Pahana
Ua ʻike ʻia:
Massa troli A (mA) = 1,5 kg
Massa troli B (mB) = 1,5 kg
Kecepatan troli A sebelum tumbukan (vA) = 4 m/s (positif ke kanan)
Kecepatan troli B sebelum tumbukan (vB) = -5 m/s (negatif ke kiri)
Ua nīnau ʻia: Jika tumbukan tidak lenting, tentukan kecepatan kedua troli setelah tumbukan
Pane:
Hukum kekekalan momentum :
mAvA +mBvB = (mA +mB) v'
(1,5)(4) + (1,5)(-5) = (1,5 + 1,5) v'
6 – 7,5 = (3) v'
-1,5 = (3) v'
v' = -1,5 / 3
v' = -0,5 m/s
Tanda negatif artinya setelah tumbukan keduanya bergerak ke kiri, searah dengan troli B. Hal ini masuk akal karena momentum troli B lebih besar daripada momentum troli A.
Puna nīnau:
Nā Nīnau Hoʻokolohua Lahui no ke Kino no ke Kula Kiʻekiʻe/Kula Kiʻekiʻe ʻOihana
