Ngā tauira o ngā pātai mō te nekehanga me te hihiri

11 Contoh Soal Momentum dan Impuls

1. Bola bermassa 0,2 kg dilempar mendatar dengan kelajuan 10 m/s membentur dinding tembok lalu bola dipantulkan kembali dengan kelajuan yang sama. Perubahan momentum bola adalah…
Kōrero

2. Bola bermassa 10 gram hinga noa dari ketinggian tertentu, menumbuk lantai dengan kecepatan 15 m/s lalu terpantul ke atas dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan impuls !
Kōrero
E mōhiotia ana :
Papatipu pōro (m) = 10 karamu = 0,01 kg
Kecepatan awal bola (v_o) = -15 m/s
Kecepatan akhir bola (v_t) = 10 m/s
I pātaihia : Impuls (I)
Whakautu :
Rumus teorema impuls-momentum :
Besar impuls adalah :
I = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
I = 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…
Kōrero
E mōhiotia ana :
Papatipu pōro (m) = 200 karamu = 0,2 kg
Kecepatan awal bola (v_o) = 4 m/s
Kecepatan akhir bola (v_t) = 12 m/s
Selang waktu kontak (t) = 2 milisekon = (2/1000) sekon = 0,002 sekon
I pātaihia : Besar gaya (F)
Whakautu :
Rumus impuls :
I = F t
Tātai huringa nekehanga:
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 ke kiri. Setelah membentur tembok bola memantul dengan kecepatan v₂ = 2 ms^-1 ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan adalah….

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

Kōrero
E mōhiotia ana:
Papatipu pōro (m) = 20 karamu = 0,020 kg
Kecepatan bola sebelum bertumbukan (v_o) = -4 m/s (ke kiri)
Kecepatan bola setelah bertumbukan (v_t) = +2 m/s (ke kanan)
v_o diberi tanda negatif untuk membedakan arahnya dengan vt.
Ditanya : Impuls
Whakautu:
Impuls (I) = perubahan momentum (Δp) = m v_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 Newton sekon.
Ko te whakautu tika ko B.

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

Kōrero

E mōhiotia ana:

Massa bola A (m_A) = 2 kirokaramu

Massa bola B (m_B) = 5 kirokaramu

Kecepatan bola B sebelum tumbukan (v_B) = 2 m/s

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

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

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

I pātaihia: Kecepatan bola A sebelum tumbukan (v_A)

Whakautu:

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 = 10m/s

Ko te whakautu tika ko B.

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

Kōrero

E mōhiotia ana:

Papatipu o te mea A (m_A) = 5 kirokaramu

Papatipu o te mea B (m_B) = 2 kirokaramu

Kecepatan benda A sebelum tumbukan (v_A) = 12 m/s

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

Kecepatan benda B setelah tumbukan (v_B') = 15 m/s

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

I pātaihia: Kecepatan benda A setelah tumbukan (v_A')

Whakautu:

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

Ko te whakautu tika ko D.

7. Bola pingpong bermassa 5 gram hinga noa dari ketinggian tertentu (g = 10 ms^-2). Saat menumbuk lantai tere bola 6 ms^-1 dan sesaat setelah menumbuk lantai bola terpantul ke atas dengan kecepatan 4 ms^-1Nui hihiri 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

Kōrero
E mōhiotia ana :
Papatipu pōro (m) = 5 karamu = 0,005 kg
Kecepatan bola sesaat sebelum menumbuk lantai (v_o) = -6 m/s
Te tere o te pōro i muri tonu i te pānga ki te papa (v)_t) = 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.
I pātaihia : Impuls (I)
Whakautu :

Teorema impuls-momentum Ngā whenua e hihiri (I) sama dengan perubahan momentum (Δp).
I = Δp = mv_t – mv_o = m (v_t -v_o)
I = (0,005)(4 – (-6)) = (0,005)(4 + 6) = (0,005)(10) = 0,05 Newton sekon
Ko te whakautu tika ko D.

8. 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
Kōrero
E mōhiotia ana :
Taumaha o te pōro (m) = 0,5 kg
Ketinggian bola jatuh bebas (h₁) = 7,2 mita
Ketinggian bola memantul (h₂) = 3,2 mita
Percepatan gravitasi bumi (g) = 10 m/s²
I pātaihia : Impuls yang bekerja pada bola
Whakautu :
Kecepatan bola sesaat sebelum tumbukan (v_o)
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 gh
v_o² = 2(10)(7,2) = 144
v_o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
Te tere o te pōro i mua i te pānga (v)_o) adalah -12 m/s. Tanda negatif hanya menjelaskan arah.
Kecepatan bola sesaat setelah tumbukan (v_t)
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 (v_t²) = 0 dan ditanyakan kecepatan awal sesaat setelah menumbuk lantai karenanya gunakan rumus 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
Kecepatan bola setelah tumbukan (v_t) adalah 8 m/s
Impuls yang bekerja pada bola (I)
Impuls dihitung menggunakan rumus teorema impuls-momentum.
Impuls (I) = perubahan momentum (Δp)
I = m (v_t -v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton sekon
Ko te whakautu tika ko C.

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
Kōrero:

E mōhiotia ana :
m = 100 gram = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 milisekon = 2 x 10^-3 sekon
v_t = +10 m/s
I pātaihia :
Gaya yang dikerjakan pemukul pada bola (F) ?
Whakautu :
Tātai hihiri :
I = F t
Rumus perubahan momentum :
Teorema impuls-momentum :
Ihiihi = te huringa o te nekehanga

Ko te whakautu tika ko B.

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
Kōrero:
E mōhiotia ana :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30 m/h
I pātaihia :
Impuls (I) ?
Whakautu :
Ihiihi = te huringa o te nekehanga
I = m (v_t -v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
Ko te whakautu tika ko D.

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
Kōrero:
E mōhiotia ana :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 sekon
I pātaihia :
Perubahan momentum ?
Whakautu :
Perubahan momentum = m (v_t -v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N s
Ko te whakautu tika ko D.