Network
INFOTEMANGGUNG.COM - Adik-adik kelas 11, kita akan mempelajari beberapa soal tentang momentum dan impuls. Inilah 21 contoh soal Momentum dan Impuls dan jawaban dan pembahasannya yaitu bagian dari pelajaran Fisika kelas 11 semester 1 SMA / MA.
21 contoh soal Momentum dan Impuls dan jawaban dan pembahasannya dapat dipakai sebagai referensi ketika belajar.
Momentum dan impuls termasuk besaran vektor. Di dalam Mekanika klasik, Momentum adalah produk dari massa dan kecepatan suatu benda. Hukum gerak kedua Isaac Newton menyatakan bahwa laju perubahan momentum waktu sama dengan gaya yang bekerja pada partikel.
Impuls adalah integral dari gaya (F), selama selang waktu (t), yang bekerja padanya. Impuls yang diterapkan pada suatu objek menghasilkan perubahan vektor yang setara dalam momentum liniernya, juga dalam arah resultan.
Soal Momentum dan Impuls
Materi dari Momentum dan Impuls untuk kelas 11 SMA meliputi:
Pengertian momentum
Hukum II Newton
Pengertian Impuls
Teorema impuls-momentum
Hukum kekekalan momentum linear
Tumbukan lenting sempurna
Tumbukan lenting tidak sempurna
Tumbukan tidak lenting
21 Contoh Soal Hukum Newton 2, Momentum dan Impuls dan Jawaban
Soal 1. Kereta dan benda bermassa sama dihubungkan dengan tali digambarkan seperti berikut.
Massa tali dan massa katrol diabaikan serta permukaan yang dilintasi kereta licin. Sistem tersebut menghasilkan percepatan sebesar a1.
Jika massa benda diganti menjadi tiga kali semula dan percepatan gravitasi sebesar g, percepatan sistem awal dan akhir dinyatakan dalam persamaan.
a. a₁ = 0,25a2
b. a₁ = 0,5a2
c. a₁ = 2a2
d. a₁ = 4a2
e. a₁ = 5a2
Jawaban: Opsi (b) adalah jawaban yang benar yaitu: a₁ = a₂ = 0,5a₂
Pembahasan:
Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum Newton kedua yang menyatakan bahwa gaya bersih yang bekerja pada suatu objek adalah sama dengan massa objek tersebut dikalikan dengan percepatannya.
Baca Juga: Kunci Jawaban Sosiologi Kelas 11 SMA/SMK/MA Halaman 47 Aktivitas Bab 2 Semester 1 Kurikulum Merdeka
Penjelasan dengan langkah-langkah :
Diketahui:
Percepatan sebesar a₁
Percepatan gravitasi sebesar g.
Ditanyakan:
Percepatan sistem awal dan akhir dinyatakan dalam persamaan?
Jawaban:
Kita dapat menggunakan hukum Newton kedua untuk sistem ini:
F_g - F_f = (3m) a₂
3mg - 3\mu mg = 3ma₂
g - mu g = a₂
Sekarang kita memiliki percepatan a₂ dalam hal gravitasi g dan koefisien gesekan kinetik mu.
Sekarang kita perlu membandingkan a₁ dan a₂ dalam hal a₂. Dengan membandingkan persamaan yang kita peroleh sebelumnya:
g - mu g = a₁
g - mu g = a₂
Kita bisa melihat bahwa a₁ = a₂.
Jadi, jawabannya ialah: a₁ = a₂
Dalam hal ini, tidak ada faktor a₂ dalam perbandingan. Sehingga, opsi yang benar adalah: a₁ = a₂
Opsi (b) adalah jawaban yang benar:
a₁ = a₂ = 0,5a₂
Soal 2 .
Sebuah balok mula-mula diam, lalu dikenai gaya seperti gambar berikut!
Apabila koefisien gesek statis antara balok dan lantai 0,4 sedangkan koefisien gesek kinetik balok dengan lantai 0,2. Tentukan kondisi balok tersebut! (g = 10 m/s2)
Jawaban yang tepat untuk pertanyaan tersebut adalah diam.
Pembahasan:
Diketahui :
m = 5 kg
µs = 0,4
µk = 0,2
g = 10 m/s²
θ = 45
Ditanya : kondisi balok
Jawaban: Balok yang berada pada bidang kasar, saat diberi gaya tertentu akan menghasilkan gaya gesek dengan arah berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda.
Gaya-gaya yang bekerja pada balok dapat digambarkan sebagaimana terlampir. Untuk menentukan apakah bekerja gaya gesek statis atau kinetis pada balok, kita cek dahulu gaya gesek statis maksimum pada balok.
fsmax = µs.N
fsmax = µs.(w - F2 sin θ)
fsmax = 0,4.(5.10 - 10√2.½√2)
fsmax = 16 N
Adapun gaya yang menarik balok adalah komponen gaya ke sumbu x yaitu:
Fx = F2 cos θ - F1
Fx = 10√2.½√2 - 5
Fx = 5 N
Karena gaya tarik F (5 N) < fsmax (16 N), maka benda belum bergerak/diam, sehingga bekerja gaya gesek statis.
Jadi kondisi balok tersebut adalah diam.
Baca Juga: Kunci Jawaban Bahasa Indonesia Kelas 11 Halaman 42 Kurikulum Merdeka, Kegiatan 3: Video 1 Go Digital
Soal 3. Terjadi kecelakaan kereta api dimana sebuah gerbong kereta dengan massa 10.000 kg bergerak dengan laju 24 m/s. Gerbong tersebut menabrak gerbong lain yang serupa dan dalam keadaan diam.
Akibat tabrakan tersebut, gerbong tersambung menjadi satu. Maka, berapakah kecepatan dari gerbong tersebut!
Jawaban: v = 12 m/s
Pembahasan:
Diketahui: m1 = m2 = 10.000 kg
v1 = 24 m/s v2 = 0
v’1 = v’2 = v’
Ditanyakan: v’ = …?
jawab :
m1 v1 + m2 v2 = m1 v1 + m2 v2
m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2) v'
(10.000) (24) + (10.000) (0) = (10.000+10.000) v'
240.000 = 20.000 v
24 = 2 v
v = 12 m/s
Soal 4. Berapakah impuls yang bekerja, ketika sebuah bola kaki bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 m di atas tanah. Kemudian benda tersebut terpantul di lantai sehingga mencapai ketinggian 2,5 m. Jika g = 10 m/s².
Jawaban:
Pembahasan:
Diketahui:
m = 2 kg
h = 10 m
h’ = 2,5 m
g = 10 m/s2
Ditanyakan : I = … ?
Jawaban:
Hitung kecepatan awal jatuh ke bawah
= -√(2gh) = – √(2.10.10) = – 10√2 m/s (tanda negatif artinya arah ke bawah)
dan kecepatan setelah terpantul ke atas,
v’ = √(2gh’) = √(2.10.2,5) = 5√2 m/s
maka Impuls = 30.√2 Kg.m/s
impuls = m(v’ – v)
impuls = 2.(5√2 – (- 10√2))
Impuls = 2.(5√2 + 10√2)
Impuls = 2.(15√2)
Impuls = 30.√2 Kg.m/s
Soal 5. Sebuah benda menumbuk balok yang diam diatas lantai dengan kecepatan 20 m/s. Setelah tumbukan, balok terpental dengan kecepatan 15 m/ssearah dengan kecepatan benda semula. Berapakah kecepatan sebuah benda setelah mengalami suatu tumbukan, jika besar koefisien restitusi yang dimiliki e = 0,4?
Jawaban : V’a = 7 m/s (searah kecepatan semula)
Pembahasan:
Va = 20 m/s
Vb = 0
V’b = 15 m/s
e = 0,4
e = – (V’a-V’b)/(Va-Vb)
0,4 = – (V’a-15)/(20-0)
8 = – V’a + 15
V’a = 7 m/s (searah kecepatan semula)
Soal 6. Dua buah bola basket bermassa sama bergerak pada satu garis lurus saling mendekati seperti gambar di atas. Jika v1 sebesar 8 m/s dan v2 sebesar 10 m/s. Dengan v2’ adalah kecepatan benda (2) setelah tumbukan ke kanan dengan laju 5 m/s maka tentukan besar kecepatan v1’ (1) setelah mengalami tumbukan!
Jawaban: 7 m/s ke arah kiri
Pembahasan:
Diketahui: m1 = m2 = m
v1 = 8 m/s
v2 = -10 m/s
v2’ = 5 m/s
(v negatif untuk arah ke kiri)
Ditanyakan: v1’ = …?
Pada tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum:
m1 v1 + m2 v2 = m1 v1' + m2 v2'
m.8 + m (-10) = m . v1" + m . 5
-2. m = m.v1" + 5. m
v1" = (-) 7 m/s dengan tanda negatif berarti ke kiri.
Soal 7. Benda bermassa 1 kg dipengaruhi gaya selama 20 sekon seperti ditunjukkan grafik ditunjukkan grafik di bwah ini!
soal momentum dan impuls-5
Jika kelajuan awal sebuah benda 50 m/s, maka tentukan berapakah besar kelajuan benda saat detik ke 15
Jawaban: v2 = 200 m/s
Pembahasan:
Diketahui:
I = Luas grafik
F.t = (10) . (15) = 150 kg.m.s-1
v1 = 50 m/s
m = 1 kg
Ditanya : v2 …?
Rumus Impuls
I = m (v2 – v1)
150 = m (v2 – v1)
150 = 1 (v2 – 50)
150 = v2 – 50
150 + 50 = v2
v2 = 200 m/s
Soal 8. Bola bermassa M = 1,90 kg digantung dengan seutas tali dalam posisi diam seperti gambar di bawah
Kemudian sebuah peluru bermassa m = 0,10 kg ditembakkan hingga bersarang di dalam bola. Jika posisi bola mengalami kenaikan sebesar h = 20 cm dan percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s², maka hitunglah berapa kelajuan peluru saat mengenai bola!
Jawaban: vp = 40 m/s
Pembahasan: b = bola, p = peluru
mb = 1,9 kg
mp = 0,1 kg
h = 0,2 m
g = 10 m/s²
vp =…. ?
vp = (mb + mp) / mp · √2gh
vp = (1,9 + 0,1) / 0,1 · √(2 · 10 ·0,2)
vp = 20 · 2
vp = 40 m/s
Soal 9. Dua bola masing-masing 2 kg. Bola pertama bergerak ke arah timur dengan kecepatan 4 m/s dan bola kedua bergerak ke utara dengan kecepatan 3 m/s. maka, hitung dan tentukanlah momentum total kedua bola tersebut!
Jawaban:
Pembahasan:
Diketahui:
mA = 2 kg
mB = 2 kg
vA = 4 m/s
vB = 3 m/s
Ditanyakan: m total = …?
pA = m.v
= 2 kg . 4 m/s
= 8 kg m/s
pB = m.v
= 2 kg . 3 m/s
= 6 kg m/s
m total = pA + pB
= 8 kg m/s + 6 kg m/s
= 14 kg
Soal 10. Hitunglah besar momentum serangga yang massanya 22 gram yang tengah terbang dengan laju 80 m/s.
Jawaban : 1,76 kg m/s
Pembahasan:
Diketahui:
massa (m) = 22 gram = 0,022 kg
kecepatan (v) = 80 m/s
momentum(p) = …
p= m.v
= 0,022.80
= 1,76 kg m/s
Soal 11. Sebuah bola tenis bermassa 60 gram dipukul hingga mencapai kecepatan 144 km/jam, Hitunglah impuls bola tenis tersebut.
Jawaban: I= 2,4 Ns
Pembahasan:
Diketahui:
massa = 60 gram = 0,060 kg
kecepatan(v) = 144 km/jam = 40 m/s
impuls (I) = …
I = perubahan momentum(p)
p = m.v
= 0,060 . 40
= 2,4 kg m/s
I= 2,4 Ns
Soal 12. Bola kasti bermassa 145 gram dilempar dengan kecepatan 39 m/s ternyata dapat dipukul balik hingga mencapai kecepatan 52 m/s. Hitunglah impuls yang terjadi pada bola kasti.
Jawaban: = 1,855 Ns
Pembahasan:
Diketahui:
massa = 145 gram = 0,145 kg
kecepatan(v) = 39 m/s
v’ = 52 m/s
I = …
I= perubahan momentum(p)
p1 = 0, 145.39
= 5,655 m/s
p2 = 0,145.52
= 7,54 m/s
I = p2 – p1
= 7,54 – 5,655
= 1,855 Ns
Soal 13. Kecepatan peluru saat lepas dari larasnya 200 m/s. Jika massa peluru dan senapan masing-masing 10 gram dan 5 kg, hitunglah kecepatan dorong senapan terhadap bahu penembak saat peluru lepas dari larasnya ?
a. -0,1
b. -0,2
c. -0,3
d. -0,4
e. -0,5
Jawaban: D
Pembahasan:
Diketahui:
v1 = 0 m/s
v2 = 0 m/s
v2’ = 200 m/s
m1 = 5 kg
m2 = 10 gr = 10-2 kg
Ditanya : v1’ …. ?
Jawab :
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1’ + m2.v2’
5.0+ 10-2.0 = 5.v1’ + 10-2.200
0 = 5.v1’ + 2
v1’ = -2/5 = -0,4 m/s
(tanda negatif menunjukkan bahwa arah gerak senapan berlawanan dengan arah gerak peluru)
Soal 14. Hitunglah besar momentum serangga yang massanya 22 gram yang tengah terbang dengan laju 80 m/s.
Jawaban: 1,76 kg m/s
Pembahasan :
Diketahui:
massa (m) = 22 gram = 0,022 kg
kecepatan (v) = 80 m/s
momentum(p) = …
p= m.v
= 0,022.80
= 1,76 kg m/s
Soal 15. Sebuah bola tenis bermassa 60 gram dipukul hingga mencapai kecepatan 144 km/jam, Hitunglah impuls bola tenis tersebut.
Jawaban: I= 2,4 Ns
Pembahasan :
Diketahui:
massa = 60 gram = 0,060 kg
kecepatan(v) = 144 km/jam = 40 m/s
impuls (I) = …
I = perubahan momentum(p)
p = m.v
= 0,060 . 40
= 2,4 kg m/s
I= 2,4 Ns
Soal 16. Bola kasti bermassa 145 gram dilempar dengan kecepatan 39 m/s ternyata dapat dipukul balik hingga mencapai kecepatan 52 m/s. Hitunglah impuls yang terjadi pada bola kasti.
Jawaban: 1,855 Ns
Pembahasan:
Diketahui:
massa = 145 gram = 0,145 kg
kecepatan(v) = 39 m/s
v’ = 52 m/s
I = …
I= perubahan momentum(p)
p1 = 0, 145.39
= 5,655 m/s
p2 = 0,145.52
= 7,54 m/s
I = p2 – p1
= 7,54 – 5,655
= 1,855 Ns
Soal 17. Gerbong bermassa 6500 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s menumbuk gerbong yang massanya sama yang sedang diam, setelah tubukan kedua-duanya bergerak bersama-sama. Hitunglah kecepatan kedua gerbong itu setelah tumbukan.
Jawaban: 2,5 m/s
Pembahasan:
Diketahui:
m1 = 6500 kg
v1 = 5 m/s
m2 = 6500 kg
v1 = 0 m/s (diam)
kecepatan setelah tumbukan(v’) = …
v’ = (m1v1 + m2v2) / m1+m2
v’ = (6500.5 + 6500.0) / 6500+6500
v’ = 32.500 / 13.000
v’ = 2,5 m/s
Soal 18. Kecepatan peluru saat lepas dari larasnya 200 m/s. Jika massa peluru dan senapan masing-masing 10 gram dan 5 kg, hitunglah kecepatan dorong senapan terhadap bahu penembak saat peluru lepas dari larasnya ?
a. -0,1
b. -0,2
c. -0,3
d. -0,4
e. -0,5
Jawaban : D
Pembahasan :
Diketahui :
v1 = 0 m/s
v2 = 0 m/s
v2’ = 200 m/s
m1 = 5 kg
m2 = 10 gr = 10-2 kg
Ditanya : v1’ …. ?
Jawab :
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1’ + m2.v2’
5.0+ 10-2.0 = 5.v1’ + 10-2.200
0 = 5.v1’ + 2
v1’ = -2/5 = -0,4 m/s
(tanda negatif menunjukkan bahwa arah gerak senapan berlawanan dengan arah gerak peluru)
Baca Juga: Ringkasan Materi Kimia Stoikiometri SMA Kelas 11 dan Penjelasannya
Soal 19. Hitung kecepatan lompatan mundur setelah senapan 5,0 kg yang menembakkan sebuah peluru 0,050 kg pada kecepatan 120 m/s.
Jawaban: -1,2 m/s
Pembahasan:
mB vB + mR vR = mB v'B + mR v'R
0 + 0 = (0,05 kg) (120 m/ss) + (5,0 kg) (v'R)
V'R = (0,05 kg) (120 m/ss) / (5,0 kg)
= -1,2 m/s
Karena senapan mempunyai massa yang lebih besar, kecepatan (lompatan mundur)-nya lebih kecil daripada peluru. Tanda minus menunjukkan bahwa kecepatan (dan momentum) senapan berada dalam arah berlawanan dengan peluru.
Soal 20. 3. Sebuah motor bergerak dengan kecepatan 25 m/s. Jika motor dan pengemudinya mempunyai massa 200 kg, maka momentum motor tersebut adalah…
Jawaban: p = 5000 kg m/s
Pembahasan:
p = mv
p = 200 kg . 25 m/s
p = 5000 kg m/s
Soal 21. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan 10 m/s sehingga menghasilkan momentum 100 kg.m/s. Tentukan massa benda tersebut!
Jawaban: p = mv
100 = m x 10
m = 100/10 = 10
Jadi besar massanya adalah 10 kg
Demikian 21 contoh soal Momentum dan Impuls dan jawaban dan pembahasannya . Semoga bermanfaat.***
Disclaimer:
Kebenaran jawaban di atas tidaklah bersifat mutlak.
Jawaban bersifat terbuka sehingga bisa dieksplorasi lagi lebih lanjut.
Dapatkan informasi terbaru terkait dunia pendidikan dengan bergabung di grup telegram kami. Mari bergabung di Grup Telegram dengan cara klik tombol dibawah ini:
Kamu juga bisa request kunci jawaban atau info lainnya dengan topik pendidikan.
