Pembahasan soal UN fisika SMA/MA tahun 2016

Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.6
Perhatikan gambar di bawah ini!
Dalam sebuah permainan golf, bola yang massanya 0,2 kg (g = 10 m.s-2) akan dimasukkan ke dalam lubang C seperti tampak pada gambar. Pemukul menyentuh bola dalam waktu 0,01 sekon dan lintasan B-C ditempuh bola dalam waktu 1 sekon. Gaya yang diperlukan pemain golf untuk memukul bola supaya tepat masuk ke dalam lubang C adalah…
Momentum, impuls dan gerak parabola UN fisika SMA tahun 2016 - 1A. 20 N
B. 80 N
C. 120 N
D. 180 N
E. 200 N
Pembahasan
Diketahui :
Sudut (θ) = 60o
Massa bola (m) = 0,2 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m.s-2
Selang waktu (Δt) = 0,01 sekon
Selang waktu tempuh lintasan B-C (t) = 1 sekon
Ditanya : Gaya impuls (F)
Jawab :
Rumus Impuls (I) = F Δt dan rumus Perubahan momentum (Δp) = m (vt – vo).
Teorema impuls-momentum menyatakan bahwa impuls = perubahan momentum. Secara matematis :
I = Δp
F Δt = m (vt – vo)
F = m (vt – vo) / Δt
Diketahui :
Δt = 0,01 sekon
m = 0,2 kg
vt = kecepatan akhir dalam rumus impuls-momentum = kecepatan awal bola (vo) dalam gerak parabola
vo = kecepatan awal dalam rumus impuls-momentum = 0 m/s (pada mulanya bola diam)

F = m (vt – vo) / Δt
F = 0,2 (vt – 0) / 0,01
F = 0,2 vt / 0,01
Bersambung…..

Hitung kecepatan awal bola (vo) dalam gerak parabola
Sejak bola dipukul hingga bola mencapai titik B = gerak parabola tahap 1.
Bola bergerak dari B ke C = gerak parabola tahap 2.
Sebelum meninjau gerak parabola tahap 1, terlebih dahulu tinjau gerak parabola tahap 2 seperti pada gambar di atas dan di bawah.
Gerak parabola tahap 2 :
Gerak parabola terdiri dari dua jenis gerakan yakni gerak pada arah horisontal dan gerak pada arah vertikal. Gerak pada arah horisontal dianalisis seperti gerak lurus beraturan.
Momentum, impuls dan gerak parabola UN fisika SMA tahun 2016 - 2Diketahui :
Jarak horisontal (x) = 5 meter
Selang waktu bola di udara (t) = 1 sekon
x dan t telah diketahui karenanya vox bisa dihitung menggunakan rumus gerak lurus beraturan. vox merupakan komponen kecepatan awal bola pada arah horisontal.
vox = x / t = 5 meter / 1 sekon = 5 m/s.

Gerak parabola tahap 1 :
Kecepatan bola pada arah horisontal vox selalu sama sebagaimana kecepatan benda yang bergerak lurus beraturan sehingga vox pada gerak parabola tahap 1 = vox pada gerak parabola tahap 2 = 5 m/s.
Momentum, impuls dan gerak parabola UN fisika SMA tahun 2016 - 3Diketahui :
vox = 5 m/s
θ = 60o
vox dan θ telah diketahui sehingga kecepatan awal (vo) bisa dihitung.

cos θ = bawah / miring
cos θ = vox / vo
vo = vox / cos θ = 5 / cos 60o = 5 / 0,5 = 10 m/s
Jadi kecepatan awal gerak parabola (vo) adalah 10 m/s.
Kecepatan awal bola (vo) dalam gerak parabola = kecepatan akhir (vt) dalam rumus impuls-momentum.

Hitung gaya impuls (F)
Lanjutkan…..
F = 0,2 vt / 0,01
F = 0,2 (10) / 0,01
F = 2 / 0,01
F = 200 Newton
Jawaban yang benar adalah E.

Anda perlu masuk untuk melihat isi selengkapnya dan tidak melihat iklan. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

Leave a Reply

error: