Nimûneyên pirsên momentum û impulsê

11 Nimûneyên Pirsên Momentum û Impulse

1. Topek bi giraniya 0,2 kg bi leza 10 m/s ber bi horizontal ve tê avêtin û li dîwarekî dixe, dû re top bi heman leza xwe vedigere. Guherîna momentuma topê...
Nîqaş

2. Bola bermassa 10 gram ketina azad dari ketinggian tertentu, menumbuk lantai dengan kecepatan 15 m/s lalu terpantul ke atas dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan impuls !
Nîqaş
Tê zanîn :
Giraniya gogê (m) = 10 gram = 0,01 kg
Leza destpêkê ya topê (v_o) = -15 m/s
Leza dawî ya topê (v_t) = 10 m/s
Pirsî : Impuls (I)
Jawab :
Rumus teorema impuls-momentum :
Besar impuls adalah :
Ez = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
Ez = 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…
Nîqaş
Tê zanîn :
Giraniya gogê (m) = 200 gram = 0,2 kg
Leza destpêkê ya topê (v_o) = 4 m/s
Leza dawî ya topê (v_t) = 12 m/s
Selang waktu kontak (t) = 2 milisekon = (2/1000) sekon = 0,002 sekon
Pirsî : Besar gaya (F)
Jawab :
Rumus impuls :
I = Ft
Formula guhertina momentumê:
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 ber bi çepê ve. Piştî lêdana dîwar, top bi leza v diqelişe.₂ = 2 ms^-1 ber bi rastê ve. Mezinahiya impulsa çêkirî… e.

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

Nîqaş
Tê zanîn ku:
Giraniya gogê (m) = 20 gram = 0,020 kg
Leza topê berî lêdanê (v)_o) = -4 m/s (ber bi çepê ve)
Leza topê piştî lêdanê (v)_t) = +2 m/s (ber bi rastê ve)
v_o diberi tanda negatif untuk membedakan arahnya dengan vt.
Ditanya : Impuls
Bersiv:
Impuls (I) = guherîna momentûmê (Δp) = mv_t – mv_o
Impuls (I) = m (v_t - v_o) = 0,02 (2 – (-4))
Impuls (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)
Impuls (I) = 0,12 çirkeya Newton.
Bersiva rast B ye.

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

Nîqaş

Tê zanîn ku:

Giraniya topê A (m_A) = 2 kg

Giraniya topê B (m_B) = 5 kg

Leza topa B berî lêdanê (v_B) = 2 m/s

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

Leza topa B piştî lêdanê (v_B') = 4 m/s

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

Pirsî: Leza topa A berî lêdanê (v_A)

Bersiv:

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

Bersiva rast B ye.

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

Nîqaş

Tê zanîn ku:

Giraniya cismê A (m_A) = 5 kg

Giraniya cismê B (m_B) = 2 kg

Leza cismê A berî pevçûnê (v_A) = 12 m/s

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

Leza cismekî B piştî pevçûnê (v_B') = 15 m/s

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

Pirsî: Leza cismê A piştî pevçûnê (v_A')

Bersiv:

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

Bersiva rast D ye.

7. Bola pingpong bermassa 5 gram ketina azad dari ketinggian tertentu (g = 10 ms^-2). Saat menumbuk lantai keçepatan bola 6 ms^-1 û yekser piştî ku top dikeve erdê, bi leza 4 ms ber bi jor ve diqelişe.^-1Mezin firt 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

Nîqaş
Tê zanîn :
Giraniya gogê (m) = 5 gram = 0,005 kg
Leza topê berî ku bikeve erdê (v)_o) = -6 m/s
Leza topê yekser piştî ku li erdê dixe (v)_t) = 4 m/s
Leza erênî û neyînî tê wê wateyê ku rêça leza topê an rêça tevgera topê berî lêdanê berevajî rêça tevgera topê piştî lêdanê ye.
Pirsî : Impuls (I)
Jawab :

Teorema împuls-momentumê Dewletên ku firt (Ez) heman wekî guhertina di momentûmê de (Δp).
I = Δp = mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Ez = (0,005)(4 – (-6)) = (0,005)(4 + 6) = (0,005)(10) = 0,05 Newton saniye
Bersiva rast D ye.

8. Bola bermassa 0,5 kg jatuh bebas dari ketinggian h₁ = 7,2 m li jor erdê ye û heta bilindahiya h diqelişe₂ = 3,2 m. Jika percepatan gravitasi bumi = 10 ms^-2, impulsa ku li ser topê bandor dike ev e ...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Nîqaş
Tê zanîn :
Giraniya topê (m) = 0,5 kg
Bilindahiya topa ku azad dikeve (h)₁) = 7,2 metre
Bilindahiya topa bazdanê (h)₂) = 3,2 metre
Lezkirina kişandina erdê (g) = 10 m/s²
Pirsî : Impuls li ser topê bandor dike
Jawab :
Leza topê berî lêdanê (v)_o)
Leza topê berî lêdanê bi karanîna formula ketina azad hesab bike. Bilindahî (h) = 7,2 metre tê dayîn, lezandina ji ber giraniyê (g) = 10 m/s.² û berî ku bikeve erdê leza dawî pirsî, ji ber vê yekê formulê bikar bîne v² = 2 gh
v_o² = 2(10)(7,2) = 144
v_o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
Leza topê berî lêdanê (v)_o) -12 m/s ye. Nîşana neyînî tenê alîyê nîşan dide.
Leza topê yekser piştî lêdanê (v)_t)
Leza topê yekser piştî lêdanê bi karanîna formula tevgera ber bi jor ve ya vertîkal hesab bike. Bilindahî (h) = 3,2 metre tê dayîn, lezandina ji ber kişandina erdê (g) = -10 m/s.², leza dawî li bilindahiya herî zêde (v_t²) = 0 û leza destpêkê yekser piştî lêdana erdê tê pirsîn, ji ber vê yekê formula bikar bînin 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
Leza topê piştî lêdanê (v)_t) 8 m/s ye
Impulsa ku li ser topê bandor dike (I)
Impuls bi karanîna formula teorema impuls-momentumê tê hesibandin.
Impuls (I) = guhertina momentumê (Δp)
Ez = m (v_t - v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 çirkeyên Newtonê
Bersiva rast C ye.

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
Gotûbêj:

Tê zanîn :
m = 100 gram = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 milisekon = 2 x 10^-3 duyem
v_t = +10 m/s
Pirsî :
Gaya yang dikerjakan pemukul pada bola (F) ?
Jawab :
Formula împulsê :
I = Ft
Rumus perubahan momentum :
Teorema împuls-momentumê :
Impulse = guhertina di momentumê de

Bersiva rast B ye.

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
Gotûbêj:
Tê zanîn :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30m/s
Pirsî :
Impuls (I) ?
Jawab :
Impulse = guhertina di momentumê de
Ez = m (v_t - v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
Bersiva rast D ye.

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
Gotûbêj:
Tê zanîn :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 sekon
Pirsî :
Perubahan momentum ?
Jawab :
Perubahan momentum = m (v_t - v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N s
Bersiva rast D ye.