Dæmi um árekstursspurningar

8 Contoh soal Tumbukan

Fullkomlega teygjanlegur árekstur

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

Umræða

Það er vitað að:

Massi hlutar A (m₁) = 3 kg

Massi hlutar B (m₂) = 5 kg

Kecepatan benda A (v₁) = 8 ms^-1

Kecepatan benda B (v₂) = 4 ms^-1

Fullkomlega teygjanlegur árekstur

Spurði: v₁‘ dan v₂"

Svar:

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.

Rétta svarið er A.

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

Umræða

Það er vitað að:

Massa bola = m

Kecepatan bola sebelum tumbukan = v

Kecepatan bola setelah tumbukan = -v (bola memantul ke kiri)

Momentum bola sebelum tumbukan (p_o) = mv

Momentum bola setelah tumbukan (p_t) = m (-v) = – m v

Spurði: Besar perubahan momentum bola

Svar:

Perubahan momentum :

Δp = p_t - bls_o

Δp = – m v – m v

Δp = – 2 m v

Δp = -2p

Besar perubahan momentum bola adalah 2p. Tanda negatif menunjukkan arah.

Rétta svarið er 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. V_A = V ke Barat, V_B = V ke Timur

B. V._A = 2V ke Barat, V_B = 2V ke Timur

C. V_A = 2V ke Barat, V_B = V ke Timur

D. V_A = V ke Barat, V_B = 2V ke Timur

E. V_A = 2V ke Timur, V_B = V ke Barat

Umræða

Það er vitað að:

Kedua benda bermassa sama.

A bergerak ke timur dengan kecepatan V

B bergerak ke barat dengan kecepatan 2V

Spurði: Kecepatan A dan B setelah tumbukan

Svar:

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.

Rétta svarið er C.

Tumbukan Lenting Sebagian

4. 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

Umræða

Það er vitað að:

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

Spurði: Kecepatan benda 1 setelah tumbukan (v₁')

Svar:

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

m₁ v₁+ m₂ v₂ = m₁ v₁' + m₂ v₂"

m (v₁ +v₂) = m (v₁' + v₂')

v₁ +v₂ = v₁' + v₂"

8 + 10 = v₁+ 5

18 = v₁+ 5

v₁' = 18-5

v₁' = 13 m/s

Rétta svarið er C.

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 …

A. 1,0 ms^-1

B. 2,0 ms^-1

C. 2,5 ms^-1

D. 4,0 ms^-1

E. 5,0 ms^-1

Umræða

Það er vitað að:

Massa peluru (m₁) = 10 grömm

Kecepatan peluru (v₁) = 100 ms^-1

Massa balok (m₂) = 490 grömm

Kecepatan balok (v₂) = 0 m/s (balok diam)

Spurði: Kecepatan balok kayu dan peluru sesaat setelah tumbukan

Svar:

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

Rétta svarið er 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

Umræða

Setelah tabrakan kedua mobil itu berpadu satu sama lain karenanya merupakan tumbukan tidak lenting.

Það er vitað að:

Kecepatan truk (v₁) = 10 m/s

Kecepatan mobil (v₂) = 20 m/s

Massa truk (m₁) = 1400 kg

Massa mobil (m₂) = 600 kg

Spurði: kecepatan kedua kendaraan setelah tabrakan (v)

Svar:

Rumus tumbukan tidak lenting :

m₁ v₁ + m₂ v₂ = (m₁ + m₂) inn

(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v

14000 + 12000 = 2000 v

26000 = 2000 v

v = 13 m/s

Rétta svarið er D.

7. S.ebutir 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

Umræða

Það er vitað :

Massa peluru (m_P) = 20 grömm = 0,02 kg

Massa balok (m_B) = 60 grömm = 0,06 kg

Kecepatan awal peluru (v_P) = 10 m/s

Kecepatan awal balok (v_B) = 0

Spurði : kecepatan peluru dan balok setelah bertumbukan (v’)

Jawab :

Formúla hukum kekekalan momentum jika kedua benda menyatu setelah tumbukan :

m_P v_P + m_B v_B = (m_P + m_B) 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

Rétta svarið er D.

8. Dua troli A dan B masing-masing 1,5 kg bergerak saling mendekat dengan v_A = 4 ms^-1 og v_B = 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 til hægri

B. 4,5 ms^-1 til vinstri

C. 1,0 ms^-1 til vinstri

D. 0,5 ms^-1 til vinstri

E. 0,5 ms^-1 til hægri

Umræða

Það er vitað að:

Massa troli A (m_A) = 1,5 kg

Massa troli B (m_B) = 1,5 kg

Kecepatan troli A sebelum tumbukan (v_A) = 4 m/s (positif ke kanan)

Kecepatan troli B sebelum tumbukan (v_B) = -5 m/s (negatif ke kiri)

Spurði: Jika tumbukan tidak lenting, tentukan kecepatan kedua troli setelah tumbukan

Svar:

Hukum kekekalan momentum :

m_Av_A + m_Bv_B = (m_A + m_B) 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.

Heimild spurningar:

Eðlisfræðispurningar fyrir framhaldsskóla/starfsmenntaskóla á landsvísu