Impuls dan momentum – Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA/MA

1. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.12

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.

2. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.12

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 (vt) = 1 m/s
Ditanya : perubahan momentum bola
Jawab :
Kecepatan bola sebelum tumbukan (vo)
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 vt – m vo = m (vt – vo)
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newton sekon
Jawaban yang benar adalah B.

3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.12
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.

 

close

Daftar untuk dapat ebook gratis

We don’t spam! Read our privacy policy for more info.