Piv txwv ntawm Cov Lus Nug Txog Kev Sib Tsoo ntawm Lub Zog Impulse

12 Contoh soal Impuls Momentum Tumbukan

1. Qhaebuah peluru karet berbentuk bola massanya 40 gram ditembakan horisontal menuju tembok seperti pada gambar. Jika bola dipantulkan dengan laju yang sama, maka besar perubahan momentum bola adalah…

A. 2 Ns

B. 3 Ns

C. 4 Ns

D. 5 Ns

E. 6 Ns

Kev Sib Tham

Nws yog paub :

Qhov hnyav (m) = 40 grams = 0,04 kg

Qhov ceev pib (v_o) = – 50 m/s

Qhov ceev kawg (v_t) = 50 m/s

Qhov kev taw qhia ntawm lub pob txav mus los (qhov kev taw qhia ntawm qhov ceev) yog qhov sib txawv, yog li ntawd qhov ceev pib thiab qhov ceev kawg muaj cov cim sib txawv.

Nug : besar perubahan momentum bola

Jawb :

Cov qauv hloov pauv momentum:

Δp = m (v)_t -v_o) = (0,04)(50 – (-50)) = (0,04)(50 + 50)

Δp = (0,04)(100) = 4 Ns

Cov lus teb yog C.

2. Sebuah bola karet massanya 75 gram dilemparkan horisontal hingga membentur dinding seperti gambar. Jika bola karet dipantulkan dengan laju yang sama, maka besar impuls bola yang terjadi adalah…

A. 0

B. 1,5 Ns

C. 3,0 Ns

D. 3,7 Ns

E. 5,5 Ns

Kev Sib Tham

Nws yog paub :

Qhov hnyav ntawm lub pob (m) = 75 grams = 0,075 kg

Qhov ceev pib (v_o) = -20 m/s

Qhov ceev kawg (v_t) = 20 m/s

Qhov kev taw qhia ntawm lub pob txav mus los (qhov kev taw qhia ntawm qhov ceev) yog qhov sib txawv, yog li ntawd qhov ceev pib thiab qhov ceev kawg muaj cov cim sib txawv.

Nug : lub zog ua haujlwm

Jawb :

Impulse = kev hloov pauv ntawm momentum

Kuv = Δp

Kuv = m (v)_t -v_o) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)

Kuv = 3 Ns

Ns sawv cev rau Newton thib ob.

Cov lus teb yog C.

3. Dua buah benda bermassa sama bergerak pada satu garis lurus saling mendekati seperti pada gambar!

Jika v₂‘ adalah kecepatan benda (2) setelah tumbukan ke kanan dengan laju 5 m.s^-1, maka besar kecepatan v₁ ‘ (1) setelah tumbukan adalah…..

A. 7 ms^-1

B. 9 ms^-1

C. 13 ms^-1

D. 15 ms^-1

E. 17 ms^-1

Kev Sib Tham

Nws paub tias:

Massa kedua benda sama = m

Kecepatan benda 1 sebelum tumbukan (v₁) = 8 m/s

Kecepatan benda 2 sebelum tumbukan (v₂) = 10 m/s

Kecepatan benda 2 setelah tumbukan (v₂') = 5 m/s

Nug: Kecepatan benda 1 setelah tumbukan (v₁')

Lus teb:

Ini adalah tumbukan lenting tidak sempurna. v₁‘ dihitung menggunakan hukum kekekalan momentum :

m₁ v₁+m₂ v₂ = kuv₁ v₁' + m₂ v₂'

m (v)₁ +v₂) = m(v)₁' + v₂')

v₁ +v₂ = v₁' + v₂'

8 + 10 = v₁' + 5

18 = v₁' + 5

v₁' = 18-5

v₁' = 13 m/s

Cov lus teb yog C.

 

4.  Dua buah bola masing-masing bermassa m₁ = 2 kg thiab m₂ = 1 kg menggelinding berlawanan arah dengan kelajuan v₁ = 2 ms^-1 thiab v₂ = 4 ms^-1 seperti pada gambar berikut. Kedua bola kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan keduanya saling menempel. Kecepatan kedua bola setelah tumbukan adalah…

A. 2 ms^-1

B. 1,2 ms^-1

C. 1 ms^-1

D. 0,5 ms^-1

E. nol

Kev Sib Tham

Nws yog paub :

Massa bola 1 (m₁) = 2 kg

Massa bola 2 (m₂) = 1 kg

Kecepatan bola 1 sebelum tumbukan (v₁) = 2 m/s

Kecepatan bola 2 sebelum tumbukan (v₂) = -4 m/s

Kecepatan bertanda positif dan negatif karena arah gerakan bola berlawanan. Tanda positif dan negatif menjelaskan arah gerakan bola.

Nug : Kecepatan bola setelah tumbukan (v’)

Jawb :

Soal ini berkaitan dengan tumbukan tidak lenting. Pada tumbukan tidak lenting, hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku dan hanya berlaku hukum kekekalan momentum. Kecepatan bola setelah tumbukan dihitung menggunakan rumus hukum kekekalan momentum.

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂) v'

(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'

4 – 4 = (3) v'

0 = (3) v'

v' = 0

Cov lus teb yog yog E.

5. Dua buah bola A dan B memiliki massa sama bergerak saling mendekati masing-masing dengan kecepatan 4 m.s^-1 thiab 6 ms^-1 seperti pada gambar! Keduanya kemudian bertumbukan lenting sempurna, dan kecepatan benda B setelah tumbukan 4 m.s^-1 dengan arah berlawanan dari gerak semula. Kecepatan bola A sesaat setelah tumbukan adalah…

A. 2 ms^-1

B. 2,5 ms^-1

C. 4 ms^-1

D. 5 ms^-1

E. 6 ms^-1

Kev Sib Tham

Nws yog paub :

Massa bola A (m_A) = m

Massa bola B (m_B) = m

Kecepatan bola A sebelum tumbukan (v_A) = 4 m/s

Kecepatan bola B sebelum tumbukan (v_B) = 6 m/s

Kecepatan bola B setelah tumbukan (v_B') = 4 m/s

Nug : Kecepatan bola A setelah tumbukan (v_A')

Jawb :

Jika dua benda yang bertumbukan lenting sempurna mempunyai massa sama, maka setelah tumbukan kedua benda saling bertukar kecepatan.

Kecepatan bola A sebelum tumbukan (v_A) = kecepatan bola B setelah tumbukan (v_B') = 4 m/s

Kecepatan bola B sebelum tumbukan (v_B) = kecepatan bola A setelah tumbukan (v_A') = 6 m/s

Jika sebelum tumbukan bola A bergerak ke kiri maka setelah tumbukan bola A bergerak ke kanan. Demikian juga jika sebelum tumbukan bola B bergerak ke kanan maka setelah tumbukan bola B bergerak ke kiri. Jadi pada tumbukan lenting sempurna, arah gerakan benda sebelum dan setelah tumbukan berlawanan.

Cov lus teb yog yog E.

6. Benda A dan benda B masing-masing bermassa 4 kg dan 5 kg bergerak berlawanan arah seperti gambar. Keduanya kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan kedua benda berbalik arah dengan kecepatan A = 4 m.s^-1 dan kecepatan B = 2 m.s^-1, maka kecepatan benda B sebelum tumbukan adalah…

A. 6,0 ms^-1

B. 3,0 ms^-1

C. 1,6 ms^-1

D. 1,2 ms^-1

E. 0,4 ms^-1

Kev Sib Tham

Nws yog paub :

Qhov hnyav ntawm yam khoom A (m_A) = 4 kg

Qhov hnyav ntawm yam khoom B (m_B) = 5 kg

Kecepatan benda A sebelum tumbukan (v_A) = 6 m/s

Kecepatan benda A setelah tumbukan (v_A') = 4 m/s

Kecepatan benda B setelah tumbukan (v_B') = -2 m/s

Tanda positif dan negatif menjelaskan arah gerak bola yang berlawanan.

Nug : Kecepatan benda B sebelum tumbukan (v_B)

Jawb :

Jenis tumbukan tidak dijelaskan pada soal ini. Tetapi berpedoman pada besaran-besaran yang diketahui disimpulkan bahwa soal ini berkaitan dengan tumbukan lenting sebagian atau tumbukan lenting tidak sempurna. Pada tumbukan lenting sebagian tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik dan hanya berlaku hukum kekekalan momentum. Kecepatan benda B sebelum tumbukan dihitung menggunakan persamaan hukum kekekalan momentum.

m_A v_A +m_B v_B = kuv_A v_A' + m_B v_B'

(4)(6)+(5)(-2) = (4)(4)+(5)(v_B')

24 – 10 = 16 + 5(v)_B')

14 – 16 = 5 (v)_B')

-2 = 5 (v)_B')

v_B' = -2/5

v_B' = -0,4

Tanda negatif artinya arah gerakan benda B setelah tumbukan berlawanan dengan arah benda sebelum tumbukan.

Cov lus teb yog yog E.

7. Bola bermassa 200 gram dijatuhkan dari ketinggian 80 cm tanpa kecepatan awal. Setelah menumbuk lantai, bola memantul kembali dengan kecepatan 1 m.s^-1 (g = 10 ms^-2). Besar impuls pada bola adalah…

A. 1,6 Ns

B. 1,5 Ns

C. 1,0 Ns

D. 0,8 Ns

E. 0,6 Ns

Kev Sib Tham

Nws paub tias:

Massa bola = 200 gram = 0,2 kg

Ketinggian = 80 cm = 0,80 m

Kecepatan bola sebelum menumbuk lantai = ….

Kecepatan bola setelah menumbuk lantai / bola memantul = 1 m/s

Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s²

Nug: Besar impuls (I)

Lus teb:

Kecepatan bola sebelum menumbuk lantai

Terlebih dahulu hitung kecepatan bola sebelum menumbuk lantai, menggunakan rumus kev txav mus los dawb.

Nws paub tias:

Ketinggian (h) = 80 cm = 0,8 m

Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s²

Nug: Qhov ceev kawg (v_t)

Lus teb:

v_t² = 2 g h = 2(10)(0,8) = 2(8) = 16

v_t = √16 = 4 m/s

Besar impuls (I)

Nws paub tias:

Qhov hnyav ntawm lub pob (m) = 200 grams = 0,2 kg

Kecepatan bola sebelum menumbuk lantai (v_o) = -4 m/s

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

Arah gerak bola atau arah kecepatan bola berbeda sehingga salah satu kecepatan bertanda positif, kecepatan lain bertanda negatif.

Nug: Impuls (I)

Lus teb:

Teorema impuls-momentum menyatakan bahwa impuls = perubahan momentum. Secara matematis :

Kuv = Δp

Kuv = m (v)_t -v_o)

I = (0,2)(1– (-4))

I = (0,2)(1 + 4)

I = (0,2)(5)

Kuv = 1 Ns

Cov lus teb yog C.

8. Saib daim duab hauv qab no!

Dua benda bermassa sama m₁ = kuv₂ = 0,5 kg dilepas bersamaan dari ketinggian yang sama melewati lintasan cekung licin berjari-jari 1/5 meter. Jika kedua benda bertumbukan secara lenting sempurna, maka kecepatan masing-masing benda setelah bertumbukan adalah… (g = 10 m.s^-1)

A. v’₁ = -1 m.s^-1 ; v’₂ = 2 ms^-1

B. v’₁ = +1 m.s^-1 ; v’₂ = -2 m.s^-1

C. v’₁ = -2 m.s^-1 ; v’₂ = +2 m.s^-1

D. v’₁ = -2 m.s^-1 ; v’₂ = +3 m.s^-1

E. v’₁ = +3 m.s^-1 ; v’₂ = -2 m.s^-1

Kev Sib Tham

Nws paub tias:

Massa benda (m) = m₁ = kuv₂ = 0,5 kg

Qhov siab pib (h₁) = 1/5 meter

Qhov siab kawg (h₂= 0 TZS (dasar lintasan)

Qhov ceev pib ntawm yam khoom (v₁= 0 TZS (pada mulanya benda diam)

Kecepatan akhir benda (v₂) = …. (kecepatan benda di dasar lintasan = kecepatan benda sebelum tumbukan)

Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s

Nug: Kecepatan masing-masing benda setelah bertumbukan

Lus teb:

Kecepatan benda sebelum tumbukan

Terlebih dahulu hitung kecepatan benda sebelum tumbukan menggunakan rumus txoj cai ntawm kev txuag lub zog tshuab. Kecepatan benda sebelum tumbukan = kecepatan benda ketika tiba di dasar lintasan = kecepatan akhir benda.

Lub zog kho tshuab pib = Lub zog kho tshuab kawg

Energi potensial gravitasi + Energi kinetik = Energi potensial gravitasi + Energi kinetik

mgh₁ + 1/2 mv₁² = mg₂ + 1/2 mv₂²

mgh₁ + 0 = 0 + 1/2 mv₂²

mgh₁ = 1/2 mv₂²

gh₁ = 1/2 v₂²

2 gh₁ = v₂²

2(10)(1/5) = v₂²

2(2) = v₂²

4 = v₂²

v₂ = 4

v₂ = 2 m / s

Kecepatan masing-masing benda sebelum tumbukan = 2 m//s.

Kecepatan benda setelah tumbukan

Hitung kecepatan benda setelah tumbukan menggunakan rumus kev sib tsoo zoo kawg nkaus elastic.

Pada tumbukan lenting sempurna, jika massa kedua benda sama dan arah gerak berlawanan maka ketika bertumbukan kedua benda bertukar kecepatan. Misalnya sebelum tumbukan benda A bergerak 2 m/s dan benda B bergerak -4 m/s, setelah tumbukan benda A bergerak 4 m/s dan benda B bergerak -2 m/s. Tanda negatif dan positif menunjukkan arah gerak kedua benda berlawanan.

Pada soal ini, arah gerak sebelum tumbukan berlawanan dan kecepatan kedua benda sebelum tumbukan 2 m/s sehingga kecepatan kedua benda setelah tumbukan juga 2 m/s, tetapi tandanya berbeda, salah satu positif dan lainnya negatif.

Cov lus teb yog C.

9. Saib daim duab hauv qab no!

Benda A dengan massa 2 kg dan benda B dengan massa 3 kg lepas pada pusat bidang 1/4 lingkaran secara bersamaan tanpa kecepatan awal. Kedua benda melewati bidang lengkung licin dan bertumbukan di titik C secara lenting sempurna (g = 10 m.s^-2). Kecepatan benda A dan B sesaat setelah tumbukan adalah…

A. -2 m.s^-1 dan -2 m.s^-1

B. -3 m.s^-1 thiab 7 ms^-1

C. -4 m.s^-1 thiab 7 ms^-1

D. 4 ms^-1 dan -3 m.s^-1

E. 7 ms^-1 thiab 3 ms^-1

Kev Sib Tham

Nws paub tias:

Qhov hnyav ntawm yam khoom A (m₁) = 2 kg

Qhov hnyav ntawm yam khoom B (m₂) = 3 kg

Qhov siab pib (h₁) = 5 'meter'

Qhov siab kawg (h₂= 0 TZS (dasar lintasan)

Qhov ceev pib ntawm yam khoom (v₁= 0 TZS (pada mulanya benda diam)

Kecepatan akhir benda (v₂) = …. (kecepatan benda di dasar lintasan = kecepatan benda sebelum tumbukan)

Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s

Nug: Kecepatan masing-masing benda setelah bertumbukan

Lus teb:

Kecepatan benda sebelum tumbukan

Terlebih dahulu hitung kecepatan benda sebelum tumbukan menggunakan rumus txoj cai ntawm kev txuag lub zog tshuab. Kecepatan benda sebelum tumbukan = kecepatan benda ketika tiba di dasar lintasan.

Lub zog kho tshuab pib = Lub zog kho tshuab kawg

Energi potensial gravitasi = Energi kinetik

mgh₁ = 1/2 mv₂²

gh₁ = 1/2 v₂²

2 gh₁ = v₂²

2(10)(5) = v₂²

100 = v₂²

v₂ = 100

v₂ = 10 m / s

Kecepatan masing-masing benda sebelum tumbukan = 10 m/s. Massa benda tidak mempengaruhi kecepatan akhir.

Kecepatan benda setelah tumbukan

Kedua benda mempunyai massa berbeda dan bergerak berlawanan arah sehingga kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan dihitung menggunakan persamaan ini :

Kecepatan masing-masing benda sesaat setelah tumbukan :

10. Dua buah bola masing-masing bermassa m₁ = 2 kg thiab m₂ = 1 kg menggelinding berlawanan arah dengan kelajuan v₁ = 2 ms^-1 thiab v₂ = 4 ms^-1 seperti pada gambar berikut. Kedua bola kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan keduanya saling menempel. Kecepatan kedua bola setelah tumbukan adalah…

A. 2 ms^-1
B. 1,2 ms^-1
C. 1 ms^-1
D. 0,5 ms^-1
E.  nol

Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Massa bola 1 (m₁) = 2 kg
Massa bola 2 (m₂) = 1 kg
Kecepatan bola 1 sebelum tumbukan (v₁) = 2 m/s
Kecepatan bola 2 sebelum tumbukan (v₂) = -4 m/s
Kecepatan bertanda positif dan negatif karena arah gerakan bola berlawanan. Tanda positif dan negatif menjelaskan arah gerakan bola.
Nug : Kecepatan bola setelah tumbukan (v’)
Jawb :

Lo lus nug no muaj feem cuam tshuam nrog tumbukan tidak lenting. Pada tumbukan tidak lenting, hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku dan hanya berlaku txoj cai ntawm kev txuag lub zog. Kecepatan bola setelah tumbukan dihitung menggunakan rumus hukum kekekalan momentum.
m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
Cov lus teb yog yog E.

11. Dua buah bola A dan B memiliki massa sama bergerak saling mendekati masing-masing dengan kecepatan 4 m.s^-1 thiab 6 ms^-1 seperti pada gambar! Keduanya kemudian berkev sib tsoo zoo kawg nkaus elastic, dan kecepatan benda B setelah tumbukan 4 m.s^-1 dengan arah berlawanan dari gerak semula. Kecepatan bola A sesaat setelah tumbukan adalah…

A. 2 ms^-1
B. 2,5 ms^-1
C. 4 ms^-1
D. 5 ms^-1
E. 6 ms^-1

Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Massa bola A (m_A) =  m
Massa bola B (m_B) = m
Kecepatan bola A sebelum tumbukan (v_A) = 4 m/s
Kecepatan bola B sebelum tumbukan (v_B) = 6 m/s
Kecepatan bola B setelah tumbukan (v_B') = 4 m/s
Nug : Kecepatan bola A setelah tumbukan (v_A')
Jawb :
Jika dua benda yang bertumbukan lenting sempurna mempunyai massa sama, maka setelah tumbukan kedua benda saling bertukar qhov ceev.
Kecepatan bola A sebelum tumbukan (v_A) = kecepatan bola B setelah tumbukan (v_B') = 4 m/s
Kecepatan bola B sebelum tumbukan (v_B) = kecepatan bola A setelah tumbukan (v_A') = 6 m/s
Jika sebelum tumbukan bola A bergerak ke kiri maka setelah tumbukan bola A bergerak ke kanan. Demikian juga jika sebelum tumbukan bola B bergerak ke kanan maka setelah tumbukan bola B bergerak ke kiri. Jadi pada tumbukan lenting sempurna, arah gerakan benda sebelum dan setelah tumbukan berlawanan.
Cov lus teb yog yog E.

12. Benda A dan benda B masing-masing bermassa 4 kg dan 5 kg bergerak berlawanan arah seperti gambar. Keduanya kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan kedua benda berbalik arah dengan kecepatan A = 4 m.s^-1 dan kecepatan B = 2 m.s^-1, maka kecepatan benda B sebelum tumbukan adalah…
A. 6,0 ms^-1
B. 3,0 ms^-1
C. 1,6 ms^-1
D. 1,2 ms^-1
E. 0,4 ms^-1
Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Qhov hnyav ntawm yam khoom A (m_A) = 4 kg
Qhov hnyav ntawm yam khoom B (m_B) = 5 kg
Kecepatan benda A sebelum tumbukan (v_A) = 6 m/s
Kecepatan benda A setelah tumbukan (v_A') = 4 m/s
Kecepatan benda B setelah tumbukan (v_B') = -2 m/s
Tanda positif dan negatif menjelaskan arah gerak bola yang berlawanan.
Nug : Kecepatan benda B sebelum tumbukan (v_B)
Jawb :
Jenis tumbukan tidak dijelaskan pada soal ini. Tetapi berpedoman pada besaran-besaran yang diketahui disimpulkan bahwa soal ini berkaitan dengan tumbukan lenting sebagian atau tumbukan lenting tidak sempurna. Pada kev sib tsoo ib nrab elastic tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik dan hanya berlaku hukum kekekalan momentum. Kecepatan benda B sebelum tumbukan dihitung menggunakan persamaan hukum kekekalan momentum.
m_A v_A +m_B v_B = kuv_A v_A' + m_B v_B'
(4)(6)+(5)(-2) = (4)(4)+(5)(v_B')
24 – 10 = 16 + 5(v)_B')
14 – 16 = 5 (v)_B')
-2 = 5 (v)_B')
v_B' = -2/5
v_B' = -0,4
Tanda negatif artinya arah gerakan benda B setelah tumbukan berlawanan dengan arah benda sebelum tumbukan.
Cov lus teb yog yog E.

 

Qhov chaw nug lus:

Cov Lus Nug Txog Kev Xeem Physics Hauv Tebchaws Rau Tsev Kawm Ntawv Theem Siab/Tsev Kawm Ntawv Theem Siab Ua Haujlwm