Pembahasan soal momentum
1. Soal UN 2007/2008 14A
Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 ms-1. Kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola, sehingga kecepatan bola berubah menjadi 6 ms-1. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah…
A. 8 kg m s-1
B. 6 kg m s-1
C. 5 kg m s-1
D. 4 kg m s-1
E. 2 kg m s-1
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola (m) = 0,5 kg
Kecepatan awal (vo) = 2 m/s
Kecepatan akhir (vt) = -6 m/s
Selang waktu (t) = 0,01 sekon
Ditanya : Perubahan momentum
Jawab :
Rumus perubahan momentum :
∆p = m vt – m vo = m (vt – vo)
∆p = (0,5 kg)(- 6 m/s – 2 m/s)
∆p = 4 kg m/s
Jawaban yang benar adalah D.
2. Soal UN 2010/2011 P25
Benda bermassa 100 gr bergerak dengan laju 5 ms-1. Untuk menghentikan laju benda tersebut, gaya penahan F bekerja selama 0,2 s. Besar gaya F adalah …
A. 0,5 N
B. 1,0 N
C. 2,5 N
D. 10 N
E. 25 N
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda (m) = 100 gram = 100/1000 = 0,1 kg
Kelajuan awal benda (vo) = 5 m/s
Kelajuan akhir benda (vt) = 0
Waktu tumbukan (Δt) = 0,2 sekon
Ditanya : Besar gaya F
Jawab :
Teorema impuls-momentum menyatakan bahwa impuls sama dengan perubahan momentum.
I = ΔP
F (Δt) = m (vt – vo)
F (0,2) = 0,1 (0 – 5)
F (0,2) = -0,5
F = -0,5 / 0,2
F = -2,5 N
Besar gaya adalah 2,5 Newton. Tanda negatif menjelaskan arah gaya. Gaa bertanda negatif artinya arah gaya berlawanan arah dengan gerak benda.
Jawaban yang benar adalah C.
3. Soal UN 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.
4. Soal UN 2001/2002
Sebuah benda yang mula-mula diam, meledak menjadi 2 bagian dengan perbandingan 3 : 2. Bagian yang massanya lebih besar terlempar dengan kecepatan 20 ms-1 . Maka kecepatan terlemparnya bagian yang lebih kecil adalah…
B. 20 m s–1
C. 30 m s–1
D. 40 m s–1
E. 60 m s–1
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda 1 sebelum tumbukan = m
Kecepatan benda 1 sebelum tumbukan = 0 (benda diam)
Massa bagian 1 setelah tumbukan (m1) = 3m
Massa bagian 2 setelah tumbukan (m2) = 2m
Kecepatan bagian 1 setelah tumbukan (v1‘) = 20 m/s
Ditanya : Kecepatan bagian 2 setelah tumbukan (v2‘)
Jawab :
Rumus hukum kekekalan momentum :
(m)(0) = (3m)(20) + (2m) v2‘
0 = 60m + (2m) v2‘
60m = -2m v2‘
60 = -2 v2‘
v2‘ = -30 m/s
Tanda negatif menunjukkan bahwa arah gerakan bagian 2 berlawanan dengan arah bagian 1. Misalnya jika bagian 1 terlempar ke timur maka bagian 2 terlempar ke barat.
Jawaban yang benar adalah C.
