Contoh soal Impuls Momentum Tumbukan

12 Contoh soal Impuls Momentum Tumbukan

1 ایسebuah peluru karet berbentuk bola massanya 40 gram ditembakan horisontal menuju tembok seperti pada gambar. Jika bola dipantulkan dengan laju yang sama, maka besar perubahan momentum bola adalah…

A. 2 Ns

B. 3 Ns

C. 4 Ns

D. 5 Ns

E. 6 Ns

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

Massa (m) = 40 gram = 0,04 kg

ابتدائی رفتار (v_o) = – 50 میٹر فی سیکنڈ

حتمی رفتار (v_t) = 50 m/s

گیند کی حرکت کی سمت (رفتار کی سمت) مخالف ہے، اس لیے ابتدائی رفتار اور آخری رفتار میں مختلف علامات ہیں۔

پوچھا : besar perubahan momentum bola

جواب :

Rumus perubahan momentum :

Δp = m (v_t -. v_o) = (0,04)(50 – (-50)) = (0,04)(50 + 50)

Δp = (0,04)(100) = 4 این ایس

درست جواب C ہے۔

2. Sebuah bola karet massanya 75 gram dilemparkan horisontal hingga membentur dinding seperti gambar. Jika bola karet dipantulkan dengan laju yang sama, maka besar impuls bola yang terjadi adalah…

A. 0

B. 1,5 Ns

C. 3,0 Ns

D. 3,7 Ns

E. 5,5 Ns

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

بال ماس (m) = 75 گرام = 0,075 کلوگرام

ابتدائی رفتار (v_o) = -20 میٹر فی سیکنڈ

حتمی رفتار (v_t) = 20 m/s

گیند کی حرکت کی سمت (رفتار کی سمت) مخالف ہے، اس لیے ابتدائی رفتار اور آخری رفتار میں مختلف علامات ہیں۔

پوچھا : تحریک

جواب :

تسلسل = رفتار میں تبدیلی

I = Δp

I = m (v_t -. v_o) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)

I = 3 Ns

Ns کا مطلب ہے نیوٹن سیکنڈ۔

درست جواب C ہے۔

3. 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-

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

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

پوچھا: Kecepatan benda 1 setelah tumbukan (v₁')

جواب:

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

m₁ v₁+ م₂ v₂ = م₁ v₁' + m₂ v₂'

m (v₁ + وی₂) = m (v₁' + v₂')

v₁ + وی₂ =v₁' + v₂'

8 + 10 = v₁'+5

18 = v₁'+5

v₁' = 18-5

v₁' = 13 m/s

درست جواب C ہے۔

 

4.  Dua buah bola masing-masing bermassa m₁ = 2 کلوگرام اور ایم₂ = 1 kg menggelinding berlawanan arah dengan kelajuan v₁ = 2 ایم ایس^-1 اور v₂ = 4 ایم ایس^-1 seperti pada gambar berikut. Kedua bola kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan keduanya saling menempel. Kecepatan kedua bola setelah tumbukan adalah…

A. 2 ms^-1

B. 1,2 ms^-1

C. 1 ms^-1

D. 0,5 ms^-1

E. nol

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

Massa bola 1 (m₁) = 2 کلو

Massa bola 2 (m₂) = 1 کلو

Kecepatan bola 1 sebelum tumbukan (v₁) = 2 m/s

Kecepatan bola 2 sebelum tumbukan (v₂) = -4 میٹر فی سیکنڈ

Kecepatan bertanda positif dan negatif karena arah gerakan bola berlawanan. Tanda positif dan negatif menjelaskan arah gerakan bola.

پوچھا : Kecepatan bola setelah tumbukan (v’)

جواب :

Soal ini berkaitan dengan tumbukan tidak lenting. Pada tumbukan tidak lenting, hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku dan hanya berlaku hukum kekekalan momentum. Kecepatan bola setelah tumbukan dihitung menggunakan rumus hukum kekekalan momentum.

m₁ v₁ + م₂ v₂ = (م₁ + م₂) v'

(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'

4 – 4 = (3) v'

0 = (3) v'

v' = 0

درست جواب E ہے۔

5. Dua buah bola A dan B memiliki massa sama bergerak saling mendekati masing-masing dengan kecepatan 4 m.s^-1 اور 6 ایم ایس^-1 seperti pada gambar! Keduanya kemudian bertumbukan lenting sempurna, dan kecepatan benda B setelah tumbukan 4 m.s^-1 dengan arah berlawanan dari gerak semula. Kecepatan bola A sesaat setelah tumbukan adalah…

A. 2 ms^-1

B. 2,5 ms^-1

C. 4 ms^-1

D. 5 ms^-1

E. 6 ms^-1

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

Massa bola A (m_A) = m

Massa bola B (m_B) = m

Kecepatan bola A sebelum tumbukan (v_A) = 4 m/s

Kecepatan bola B sebelum tumbukan (v_B) = 6 m/s

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

پوچھا : Kecepatan bola A setelah tumbukan (v_A')

جواب :

Jika dua benda yang bertumbukan lenting sempurna mempunyai massa sama, maka setelah tumbukan kedua benda saling bertukar kecepatan.

Kecepatan bola A sebelum tumbukan (v_A) = kecepatan bola B setelah tumbukan (v_B') = 4 m/s

Kecepatan bola B sebelum tumbukan (v_B) = kecepatan bola A setelah tumbukan (v_A') = 6 m/s

Jika sebelum tumbukan bola A bergerak ke kiri maka setelah tumbukan bola A bergerak ke kanan. Demikian juga jika sebelum tumbukan bola B bergerak ke kanan maka setelah tumbukan bola B bergerak ke kiri. Jadi pada tumbukan lenting sempurna, arah gerakan benda sebelum dan setelah tumbukan berlawanan.

درست جواب E ہے۔

6. Benda A dan benda B masing-masing bermassa 4 kg dan 5 kg bergerak berlawanan arah seperti gambar. Keduanya kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan kedua benda berbalik arah dengan kecepatan A = 4 m.s^-1 dan kecepatan B = 2 m.s^-1, maka kecepatan benda B sebelum tumbukan adalah…

A. 6,0 ms^-1

B. 3,0 ms^-1

C. 1,6 ms^-1

D. 1,2 ms^-1

E. 0,4 ms^-1

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

آبجیکٹ A (m_A) = 4 کلو

آبجیکٹ B (m_B) = 5 کلو

Kecepatan benda A sebelum tumbukan (v_A) = 6 m/s

Kecepatan benda A setelah tumbukan (v_A') = 4 m/s

Kecepatan benda B setelah tumbukan (v_B') = -2 میٹر فی سیکنڈ

Tanda positif dan negatif menjelaskan arah gerak bola yang berlawanan.

پوچھا : Kecepatan benda B sebelum tumbukan (v_B)

جواب :

Jenis tumbukan tidak dijelaskan pada soal ini. Tetapi berpedoman pada besaran-besaran yang diketahui disimpulkan bahwa soal ini berkaitan dengan tumbukan lenting sebagian atau tumbukan lenting tidak sempurna. Pada tumbukan lenting sebagian tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik dan hanya berlaku hukum kekekalan momentum. Kecepatan benda B sebelum tumbukan dihitung menggunakan persamaan hukum kekekalan momentum.

m_A v_A + م_B v_B = م_A v_A' + m_B v_B'

(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(v_B')

24 - 10 = 16 + 5 (v_B')

14 - 16 = 5 (v_B')

-2 = 5 (v_B')

v_B' = -2/5

v_B' = -0,4

Tanda negatif artinya arah gerakan benda B setelah tumbukan berlawanan dengan arah benda sebelum tumbukan.

درست جواب E ہے۔

7. Bola bermassa 200 gram dijatuhkan dari ketinggian 80 cm tanpa kecepatan awal. Setelah menumbuk lantai, bola memantul kembali dengan kecepatan 1 m.s^-1 (g = 10 m.s^-2). Besar impuls pada bola adalah…

A. 1,6 Ns

B. 1,5 Ns

C. 1,0 Ns

D. 0,8 Ns

E. 0,6 Ns

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

Massa bola = 200 gram = 0,2 kg

Ketinggian = 80 cm = 0,80 m

Kecepatan bola sebelum menumbuk lantai = ….

Kecepatan bola setelah menumbuk lantai / bola memantul = 1 m/s

کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s²

پوچھا: Besar impuls (I)

جواب:

Kecepatan bola sebelum menumbuk lantai

Terlebih dahulu hitung kecepatan bola sebelum menumbuk lantai, menggunakan rumus مفت گرنے کی تحریک.

معلوم ہوا ہے کہ:

Ketinggian (h) = 80 cm = 0,8 m

کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s²

پوچھا: حتمی رفتار (v_t)

جواب:

v_t² = 2 g h = 2(10)(0,8) = 2(8) = 16

v_t = √16 = 4 m/s

Besar impuls (I)

معلوم ہوا ہے کہ:

بال ماس (m) = 200 گرام = 0,2 کلوگرام

Kecepatan bola sebelum menumbuk lantai (v_o) = -4 میٹر فی سیکنڈ

Kecepatan bola setelah menumbuk lantai / bola memantul (v_t) = 1 m/s

Arah gerak bola atau arah kecepatan bola berbeda sehingga salah satu kecepatan bertanda positif, kecepatan lain bertanda negatif.

پوچھا: Impuls (I)

جواب:

Teorema impuls-momentum menyatakan bahwa impuls = perubahan momentum. Secara matematis :

I = Δp

I = m (v_t -. v_o)

I = (0,2)(1– (-4))

I = (0,2)(1 + 4)

I = (0,2)(5)

I = 1 Ns

درست جواب C ہے۔

8. مندرجہ ذیل تصویر کو دیکھو!

Dua benda bermassa sama m₁ = م₂ = 0,5 kg dilepas bersamaan dari ketinggian yang sama melewati lintasan cekung licin berjari-jari 1/5 meter. Jika kedua benda bertumbukan secara lenting sempurna, maka kecepatan masing-masing benda setelah bertumbukan adalah… (g = 10 m.s^-1)

A. v’₁ = -1 m.s^-1 ; v’₂ = 2 ایم ایس^-1

B. v’₁ = +1 m.s^-1 ; v’₂ = -2 m.s^-1

C. v’₁ = -2 m.s^-1 ; v’₂ = +2 m.s^-1

D. v’₁ = -2 m.s^-1 ; v’₂ = +3 m.s^-1

E. v’₁ = +3 m.s^-1 ; v’₂ = -2 m.s^-1

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

Massa benda (m) = m₁ = م₂ = 0,5 کلوگرام

ابتدائی اونچائی (h₁) = 1/5 meter

آخری اونچائی (h₂) = 0۔ (dasar lintasan)

Kecepatan awal benda (v₁) = 0۔ (pada mulanya benda diam)

Kecepatan akhir benda (v₂) =…. (kecepatan benda di dasar lintasan = kecepatan benda sebelum tumbukan)

کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s

پوچھا: Kecepatan masing-masing benda setelah bertumbukan

جواب:

Kecepatan benda sebelum tumbukan

Terlebih dahulu hitung kecepatan benda sebelum tumbukan menggunakan rumus میکانی توانائی کے تحفظ کا قانون. Kecepatan benda sebelum tumbukan = kecepatan benda ketika tiba di dasar lintasan = kecepatan akhir benda.

ابتدائی میکانی توانائی = حتمی میکانی توانائی

Energi potensial gravitasi + Energi kinetik = Energi potensial gravitasi + Energi kinetik

mgh₁ + 1/2 ایم وی₁² = mgh₂ + 1/2 ایم وی₂²

mgh₁ + 0 = 0 + 1/2 ایم وی₂²

mgh₁ = 1/2 ایم وی₂²

gh₁ = 1/2 v₂²

2 جی ایچ₁ =v₂²

2(10)(1/5) = v₂²

2(2) = v₂²

4 = v₂²

v₂ = √4۔

v₂ = 2 میٹر / سیکنڈ

Kecepatan masing-masing benda sebelum tumbukan = 2 m//s.

Kecepatan benda setelah tumbukan

Hitung kecepatan benda setelah tumbukan menggunakan rumus tumbukan lenting sempurna.

Pada tumbukan lenting sempurna, jika massa kedua benda sama dan arah gerak berlawanan maka ketika bertumbukan kedua benda bertukar kecepatan. Misalnya sebelum tumbukan benda A bergerak 2 m/s dan benda B bergerak -4 m/s, setelah tumbukan benda A bergerak 4 m/s dan benda B bergerak -2 m/s. Tanda negatif dan positif menunjukkan arah gerak kedua benda berlawanan.

Pada soal ini, arah gerak sebelum tumbukan berlawanan dan kecepatan kedua benda sebelum tumbukan 2 m/s sehingga kecepatan kedua benda setelah tumbukan juga 2 m/s, tetapi tandanya berbeda, salah satu positif dan lainnya negatif.

درست جواب C ہے۔

9. مندرجہ ذیل تصویر کو دیکھو!

Benda A dengan massa 2 kg dan benda B dengan massa 3 kg lepas pada pusat bidang 1/4 lingkaran secara bersamaan tanpa kecepatan awal. Kedua benda melewati bidang lengkung licin dan bertumbukan di titik C secara lenting sempurna (g = 10 m.s^-2). Kecepatan benda A dan B sesaat setelah tumbukan adalah…

A. -2 m.s^-1 dan -2 m.s^-1

B. -3 m.s^-1 اور 7 ایم ایس^-1

C. -4 m.s^-1 اور 7 ایم ایس^-1

D. 4 ms^-1 dan -3 m.s^-1

E. 7 ms^-1 اور 3 ایم ایس^-1

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

آبجیکٹ A (m₁) = 2 کلو

آبجیکٹ B (m₂) = 3 کلو

ابتدائی اونچائی (h₁) = 5 میٹر

آخری اونچائی (h₂) = 0۔ (dasar lintasan)

Kecepatan awal benda (v₁) = 0۔ (pada mulanya benda diam)

Kecepatan akhir benda (v₂) =…. (kecepatan benda di dasar lintasan = kecepatan benda sebelum tumbukan)

کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s

پوچھا: Kecepatan masing-masing benda setelah bertumbukan

جواب:

Kecepatan benda sebelum tumbukan

Terlebih dahulu hitung kecepatan benda sebelum tumbukan menggunakan rumus میکانی توانائی کے تحفظ کا قانون. Kecepatan benda sebelum tumbukan = kecepatan benda ketika tiba di dasar lintasan.

ابتدائی میکانی توانائی = حتمی میکانی توانائی

Energi potensial gravitasi = Energi kinetik

mgh₁ = 1/2 ایم وی₂²

gh₁ = 1/2 v₂²

2 جی ایچ₁ =v₂²

2(10)(5) = v₂²

100 = v₂²

v₂ = √100۔

v₂ 10 = M / ے

Kecepatan masing-masing benda sebelum tumbukan = 10 m/s. Massa benda tidak mempengaruhi kecepatan akhir.

Kecepatan benda setelah tumbukan

Kedua benda mempunyai massa berbeda dan bergerak berlawanan arah sehingga kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan dihitung menggunakan persamaan ini :

Kecepatan masing-masing benda sesaat setelah tumbukan :

10. Dua buah bola masing-masing bermassa m₁ = 2 کلوگرام اور ایم₂ = 1 kg menggelinding berlawanan arah dengan kelajuan v₁ = 2 ایم ایس^-1 اور v₂ = 4 ایم ایس^-1 seperti pada gambar berikut. Kedua bola kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan keduanya saling menempel. کیسیپٹن kedua bola setelah tumbukan adalah…

A. 2 ms^-1
B. 1,2 ms^-1
C. 1 ms^-1
D. 0,5 ms^-1
E.  nol

بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
Massa bola 1 (m₁) = 2 کلو
Massa bola 2 (m₂) = 1 کلو
Kecepatan bola 1 sebelum tumbukan (v₁) = 2 m/s
Kecepatan bola 2 sebelum tumbukan (v₂) = -4 میٹر فی سیکنڈ
Kecepatan bertanda positif dan negatif karena arah gerakan bola berlawanan. Tanda positif dan negatif menjelaskan arah gerakan bola.
پوچھا : Kecepatan bola setelah tumbukan (v’)
جواب :

یہ سوال سے متعلق ہے۔ tumbukan tidak lenting. Pada tumbukan tidak lenting, hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku dan hanya berlaku رفتار کے تحفظ کا قانون. Kecepatan bola setelah tumbukan dihitung menggunakan rumus hukum kekekalan momentum.
m₁ v₁ + م₂ v₂ = (م₁ + م₂) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
درست جواب E ہے۔

11. Dua buah bola A dan B memiliki massa sama bergerak saling mendekati masing-masing dengan kecepatan 4 m.s^-1 اور 6 ایم ایس^-1 seperti pada gambar! Keduanya kemudian bertumbukan lenting sempurna, dan kecepatan benda B setelah tumbukan 4 m.s^-1 dengan arah berlawanan dari gerak semula. Kecepatan bola A sesaat setelah tumbukan adalah…

A. 2 ms^-1
B. 2,5 ms^-1
C. 4 ms^-1
D. 5 ms^-1
E. 6 ms^-1

بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
Massa bola A (m_A) =  m
Massa bola B (m_B) = m
Kecepatan bola A sebelum tumbukan (v_A) = 4 m/s
Kecepatan bola B sebelum tumbukan (v_B) = 6 m/s
Kecepatan bola B setelah tumbukan (v_B') = 4 m/s
پوچھا : Kecepatan bola A setelah tumbukan (v_A')
جواب :
Jika dua benda yang bertumbukan lenting sempurna mempunyai massa sama, maka setelah tumbukan kedua benda saling bertukar رفتار.
Kecepatan bola A sebelum tumbukan (v_A) = kecepatan bola B setelah tumbukan (v_B') = 4 m/s
Kecepatan bola B sebelum tumbukan (v_B) = kecepatan bola A setelah tumbukan (v_A') = 6 m/s
Jika sebelum tumbukan bola A bergerak ke kiri maka setelah tumbukan bola A bergerak ke kanan. Demikian juga jika sebelum tumbukan bola B bergerak ke kanan maka setelah tumbukan bola B bergerak ke kiri. Jadi pada tumbukan lenting sempurna, arah gerakan benda sebelum dan setelah tumbukan berlawanan.
درست جواب E ہے۔

12. Benda A dan benda B masing-masing bermassa 4 kg dan 5 kg bergerak berlawanan arah seperti gambar. Keduanya kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan kedua benda berbalik arah dengan kecepatan A = 4 m.s^-1 dan kecepatan B = 2 m.s^-1, maka kecepatan benda B sebelum tumbukan adalah…
A. 6,0 ms^-1
B. 3,0 ms^-1
C. 1,6 ms^-1
D. 1,2 ms^-1
E. 0,4 ms^-1
بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
آبجیکٹ A (m_A) = 4 کلو
آبجیکٹ B (m_B) = 5 کلو
Kecepatan benda A sebelum tumbukan (v_A) = 6 m/s
Kecepatan benda A setelah tumbukan (v_A') = 4 m/s
Kecepatan benda B setelah tumbukan (v_B') = -2 میٹر فی سیکنڈ
Tanda positif dan negatif menjelaskan arah gerak bola yang berlawanan.
پوچھا : Kecepatan benda B sebelum tumbukan (v_B)
جواب :
Jenis tumbukan tidak dijelaskan pada soal ini. Tetapi berpedoman pada besaran-besaran yang diketahui disimpulkan bahwa soal ini berkaitan dengan tumbukan lenting sebagian atau tumbukan lenting tidak sempurna. Pada tumbukan lenting sebagian tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik dan hanya berlaku hukum kekekalan momentum. Kecepatan benda B sebelum tumbukan dihitung menggunakan persamaan hukum kekekalan momentum.
m_A v_A + م_B v_B = م_A v_A' + m_B v_B'
(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(v_B')
24 - 10 = 16 + 5 (v_B')
14 - 16 = 5 (v_B')
-2 = 5 (v_B')
v_B' = -2/5
v_B' = -0,4
Tanda negatif artinya arah gerakan benda B setelah tumbukan berlawanan dengan arah benda sebelum tumbukan.
درست جواب E ہے۔

 

سوال کا ذریعہ:

سینئر ہائی اسکول/ووکیشنل ہائی اسکول کے لیے قومی امتحانی طبیعیات کے سوالات