Contoh soal dan pembahasan fisika teknik tentang momentum dan impuls 1. Sebuah bola yang mempunyai massa 0,4 kg jatuh dari ketinggian 45 m. Wa Waktu ktu sentuh bola menumbuk tanah adalah 0,1 s sampai akhirnya bola berbalik dengan kecepatan 2/ kali kecepatan ketika bola menumbuk tanah. !itunglah " a# $erubahan momentum bola pada saat menumbuk tanah. b# %esarnya gaya yang bekerja pada bola akibat menumbuk tanah.
Jawab : Besaran yang diketahui : m = 0,4 kg h = 45 m = 0,1 s
= =
= 30 m/s
(30 m/s) =-0 m/s a! "erubahan m#mentum (0,kg)(-0 m/s $ 30 m/s) -10 kg m/s b! gaya yang beker%a &ada b#'a! =
= -100
2. Sebuah gaya bekerja pada suatu benda. &ika diketahui bah'a perubahan momentum benda adalah 120 kg m/s, berapa lamakah gaya tersebut beraksi( &a'ab " %esaran yang diketahui " )*2+ 120 kg m/s ntuk mencari lamanya gaya beraksi, kita dapat menggunakan konsep -impuls sama dengan perubahan momentum.
=
= 0 s
. Sebuah bola plastik memiliki massa 0,5 kg dilemparkan kearah dinding dengan kelajuan 10 m/ s. %ola tersebut bersentuhan dengan dinding selama 0,01 s dan terpantul dengan kelajuan 5 m/s. !itunglah gaya yang dialami %ola tersebut. &a'ab " %esaran yang diketahui " m * 0,5 kg * 10 m/s * 5 m/s 0,01 s
= (0,5 kg)( 5 m/s-10 m/s) = -,5 kg m/s *aya yang beker%a &ada b#'a! =
= -50
4. da dua buah benda b enda yaitu benda bermassa bermassa 2 kg, bergerak kekanan dengan kelajuan 10 m/s. %enda % yang bermassa kg bergerak kekiri dengan kelajuan 4 m/s. !itunglah " a. 3omentum benda b. 3omentum benda % c. 3omentum total benda dan % &a'ab " %esaran yang diketahui " m * 2 kg m % * kg * 10 m/s % * 4 m/s a. 3omentum benda p * m. * 2 kg . 10 m/s * 20 kg m/s b. 3omentum benda % p * m. * kg . 4 m/s * 2 kg m/s c. 3omentum total benda dan %
5.
mtotal * p p% * 20 kg m/s 2 kg m/s * 4 kg m/s 6ua bola masing7 masing 2 kg. %ola pertama bergerak ke timur timur dengan kecepatan 4 m/s dan bola kedua bergerak keutara dengan kecepatan m/s. 8entukan momentum total kedua benda tersebut. &a'ab " %esaran yang diketahui " m * 2 kg m% * 2 kg * 4 m/s % * m/s
&+ = m! = kg ! 4 m/s = kg m/s &B = m! = kg ! 3 m/s = kg m/s mt#ta'= &+ . &B = kg m/s . kg m/s = 14 kg m/s 9. Sebuah bola dengan massa 0,1 kg dijatuhkan dari ketinggian 1, meter dan mengenai lantai. :emudian dipantulkan kembali sampai ketinggian 1,2 m. &ika g * 10 m/s2. 8entukan " . impuls karena berat bola ketika jatuh. %. koe;isien restitusinya.
!
Jawab : Besaran yang diketahui diketahui : m = 0,1 kg h = 1, m h = 1, m g = 10 m/s e'ama b#'a %atuh ke tanah ter%adi &erubahan energi &#tensia' men%adi energi kinetik, sehingga & = k mgh = 2 m = gh m&u's b#'a karena berat ketika %atuh ada'ah!!! = 6t = m6 = mgh
= (0,1) (10) (1,) = (0,1) () = 0, s 7#e8isien restitusi: m = 0,1 kg h = 1, m h = 1, m g = 10 m/s e = h : h = 1, : 1, = : 3 = 0, . Sebuah bola 0,2 kg dipukul pada saat sedang bergerak dengan kecepatan 0 m/s. Setelah meninggalkan pemukul, bola bergerak dengan kecepatan 40 m/s berla'anan arah semula. !itunglah impuls pada tumbukan tersebut... &a'ab " %esaran yang diketahui " m * 0,2 kg 1 * 0 m/s 2 * 740 m/s 2 ? 1# * 0,2 >740 ? 0# * 714 +s 8anda 8a nda minus berarti arah pemukul berla'anan dengan arah datangnya bola. . Sebuah benda bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam dipukul sehingga bergerak dengan kecepatan 14 m/s. &ika gaya bekerja selama 0,01 sekon,
9entukan besar gaya yang diberikan &ada benda tersebut 9entukan Besaran yang diketahui : m = 0, kg 1 = 0 = 14 m/s 6t = 0,01 s 6t = m( $ 1) (0,01) = 0, (14 $ 0) = 0
@. Sebuah gerbong kereta dengan massa 10.000kg bergerak dengan laju 24 m/s. Aerbong tersebut menabrak gerbong lain yang serupa dan dalam keadaan diam. kibat tabrakan tersebut, gerbong tersambung menjadi satu. %erapakah kecepatan bersama dari gerbong tersebut( %esaran yang diketahui "
m = 10!000 kg 1 = 4 m/s 0 = 0 ;#mentum t#ta' awa' dari ke%adian tersebut ada'ah!!! "t#t = m1 1 . m = (10!000)(4) . (10!000)(0) = 40!000 kgm/s ete'ah tumbukan, m#mentum t#ta' akan sama dan dimi'iki bersama #'eh kedua gerb#ng! 7arena kedua gerb#ng men%adi satu maka 'a%u mereka ada'ah "t#t = (m1 . m) 5 ,4 < 10 = (10!000 . 10!000) = (,4 < 105) : ( < 104) = 1 m/s! 10! ebuah ba'#k bermassa >50 gram diam diatas bidang datar dengan k#e8isien gesekan kinetik 0,1! ebutir &e'uru yang bermassa 50 gram menumbuk ba'#k tersebut! 7e'a%uan &e'uru saat itu ada'ah 50 m/s! Jika &e'uru bersarang di ba'#k, a. 8entukan 8entukan laju balok setelah tumbukanB
b! ka&an dan dimana ba'#k akan berhenti? %esaran yang diketahui "
!
mb = >50 gram = 0,>5 kg @k = 0,1 m& = 50 gram = 0,05 kg & = 50 m/s mb b . m& & = (m& . &) (0,>5) (0) . (0,05)(50) = (0,>5.0,05) 0 . ,5 = = ,5 m/s ka&an dan dimana ba'#k akan berhenti? A = 0 . 8 k = 0 = - 8 k ma = -@k ma = -@k mg a = -@k g a = -(0,1) (10) a = -1 m/ss (tanda minus menun%ukkan gerak di&er'ambat)
ba'#k berhenti berarti 1 = 0! Berdasarkan gerak 'urus berubah beraturan maka 1= 0 . at 0 ada'ah kee&atan awa' ba'#k sete'ah tumbukan, yaitu = ,5 m/s, sehingga 0 = ,5 $ 1t t = ,5 s %arak yang ditem&uh < = 0t . 2 at = (,5) (,5) . 2 (-1) (,5) = ,5 $ 3,15 = 3,15 m 11. !itung kecepatan balik senapan yang memiliki massa 5 kg dan menembakkan peluru 25 gram dengan laju 120 m/s.
Besaran yang diketahui : ms = 5 kg m& = 5 gr = 0,05 kg & = 10 m/s ;#mentum t#ta' sistem teta& keka'! 7ekeka'an m#mentum &ada arah < menghasi'kan ms s . m& & = ms s . m& & 0.0 = (5) s. (0,05)(10) 0 = 5 s . 3 s = -3 : 5 s = - 0, m/s "#sted by Ced Cedii 9ri Daks#n Dak s#n## at 1: +; mai'' 9hi mai 9hissB'#g9his B'#g9hisha hare re t# 9witte 9witterrhare t# aeb##k Dabe's: isika 9eknik
