Soal dan Pembahasan Impuls dan Momentum
Soal#1
Dua buah benda masing─masing bermassa 4 kg dan 9 kg sedang bergerak dengan energi kinetik yang sama. Tentukan nilai perbandingan dari besar momentum linear kedua benda tersebut.
Jawab:
Benda m1 = 4 kg, Energi kinetiknya
EK1 = ½m1v12 = ½(4 kg)v12 = 2v12
Benda m2 = 9 kg, Energi kinetiknya
EK2 = ½m2v22 = ½(9 kg)v22 = 4,5v22
Karena EK1 = EK2, maka
2v12 = 4,5v22
v1 = 1,5v2
Sedangkan momentum adalah p = mv, maka
p1/p2 = m1v1/m2v2 = (4 x 1,5v2)/(9 x v2)
p1/p2 = 2/3
Soal#2
Sebuah benda bermassa 4 kg dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari ketinggian 62,5 m. Berapakah momentum benda pada saat menumbuk tanah (g = 9,8 m/s2).
Jawab:
Kecepatan benda pada saat menumbuk tanah adalah
v = ─√(2 x 9.8 m/s2 x 62,5 m) = 35 m/s
maka momentum benda tersebut adalah p = mv = 4 kg x (─35 m/s) = ─140 kgm/s
Soal#3
Sebuah mobil A bermassa 800 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 10 m/s. Sebuah mobil B bermassa 600 kg bergerak ke kiri dengan kelajuan 15 m/s. Hitung: (a) momentum mobil A, (b) momentum mobil B, dan (c) jumlah momentum A dan B.
Jawab:
(a) momentum mobil A adalah pA = mAvA = 800 kg x (+10 m/s) = 8000 kgm/s
(b) momentum mobil B adalah pB = mBvB = 600 kg x (─15 m/s) = ─9000 kgm/s
(c) jumlah momentum mobil A dan B adalah p = pA + pB = 8000 kgm/s + (─9000 kgm/s) = ─1000 kgm/s
Soal#4
Sebuah mobil A bermassa 1500 kg bergerak ke timur dengan kelajuan 25 m/s dan sebuah mobil B bermassa 2500 kg bergerak ke utara dengan kelajuan 20 m/s. Hitung: (a) momentum mobil A dan mobil B, dan (b) jumlah momentum A dan B (besar dan arah)
Jawab:
(a) momentum mobil A adalah pA = mAvA = 1500 kg x (25 m/s) = 37500 kgm/s
momentum mobil B adalah pB = mBvB = 2500 kg x (20 m/s) = 50000 kgm/s
(b) jumlah momentum mobil A dan B adalah
p2 = pA2 + pB2 = (37500 kgm/s)2 + (50000 kgm/s)2
p = 625000 kgm/s
arahnya:
θ = arc tan (pB/pA) = 530 terhadap timur (lihat gambar)
Soal#5
Sebuah bola tenis dengan massa m dan kelajuan v menumbuk dinding pada sudut 450 dan terpantul dengan kelajuan yang sama pada sudut 450. Berapakah impuls yang dikerjakan dinding pada bola?
Jawab:
Dari gambar kita dapatkan perubahan momentum pada setiap sumbu adalah
Δpx = ─v sin 450 ─ (+ v sin 450) = v√2
Δpy = v cos 450 ─ (v cos 450) = 0
Impuls yang dikerjakan pada dinding sama dengan perubahan momentum bola, maka
I = Δp = Δpx = v√2
Dua buah benda masing─masing bermassa 4 kg dan 9 kg sedang bergerak dengan energi kinetik yang sama. Tentukan nilai perbandingan dari besar momentum linear kedua benda tersebut.
Jawab:
Benda m1 = 4 kg, Energi kinetiknya
EK1 = ½m1v12 = ½(4 kg)v12 = 2v12
Benda m2 = 9 kg, Energi kinetiknya
EK2 = ½m2v22 = ½(9 kg)v22 = 4,5v22
Karena EK1 = EK2, maka
2v12 = 4,5v22
v1 = 1,5v2
Sedangkan momentum adalah p = mv, maka
p1/p2 = m1v1/m2v2 = (4 x 1,5v2)/(9 x v2)
p1/p2 = 2/3
Soal#2
Sebuah benda bermassa 4 kg dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari ketinggian 62,5 m. Berapakah momentum benda pada saat menumbuk tanah (g = 9,8 m/s2).
Jawab:
Kecepatan benda pada saat menumbuk tanah adalah
v = ─√(2 x 9.8 m/s2 x 62,5 m) = 35 m/s
maka momentum benda tersebut adalah p = mv = 4 kg x (─35 m/s) = ─140 kgm/s
Soal#3
Sebuah mobil A bermassa 800 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 10 m/s. Sebuah mobil B bermassa 600 kg bergerak ke kiri dengan kelajuan 15 m/s. Hitung: (a) momentum mobil A, (b) momentum mobil B, dan (c) jumlah momentum A dan B.
Jawab:
(a) momentum mobil A adalah pA = mAvA = 800 kg x (+10 m/s) = 8000 kgm/s
(b) momentum mobil B adalah pB = mBvB = 600 kg x (─15 m/s) = ─9000 kgm/s
(c) jumlah momentum mobil A dan B adalah p = pA + pB = 8000 kgm/s + (─9000 kgm/s) = ─1000 kgm/s
Soal#4
Sebuah mobil A bermassa 1500 kg bergerak ke timur dengan kelajuan 25 m/s dan sebuah mobil B bermassa 2500 kg bergerak ke utara dengan kelajuan 20 m/s. Hitung: (a) momentum mobil A dan mobil B, dan (b) jumlah momentum A dan B (besar dan arah)
Jawab:
(a) momentum mobil A adalah pA = mAvA = 1500 kg x (25 m/s) = 37500 kgm/s
momentum mobil B adalah pB = mBvB = 2500 kg x (20 m/s) = 50000 kgm/s
(b) jumlah momentum mobil A dan B adalah
p2 = pA2 + pB2 = (37500 kgm/s)2 + (50000 kgm/s)2
p = 625000 kgm/s
θ = arc tan (pB/pA) = 530 terhadap timur (lihat gambar)
Soal#5
Sebuah bola tenis dengan massa m dan kelajuan v menumbuk dinding pada sudut 450 dan terpantul dengan kelajuan yang sama pada sudut 450. Berapakah impuls yang dikerjakan dinding pada bola?
Dari gambar kita dapatkan perubahan momentum pada setiap sumbu adalah
Δpx = ─v sin 450 ─ (+ v sin 450) = v√2
Δpy = v cos 450 ─ (v cos 450) = 0
I = Δp = Δpx = v√2
Post a Comment for "Soal dan Pembahasan Impuls dan Momentum"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!