PHYSICS IMPULS DAN MOMENTUM
Impuls dan Momentum
1 1
Impuls dan Momentum 01
Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 m/s. kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola sehingga kecepatan bola berubah menjadi 6 m/s. Bika bola bersentukan dengan pemukul selama 0,01 sekon, tentukan perubahan momentumnya!
Jawab ...................................
2
Seorang pemain sepak bola melakukan tendangan penalty dengan gaya 250 N dan sepatunya menyentuh bola selama selama 0,3 sekon. Tentukan: Tentukan: (a)
Impuls;
Jawab ...................................
(b)
Jika setelah ditendang bola melambung dengan kecepatan 50 m/s, maka hitung massa bola tersebut;
Jawab ...................................
3
Bola bekel bermassa 200 gram dijatuhkan dari ketinggian 80 cm tanpa kecepatan awal. Setelah menumbuk lantai bola bekel memantul kembali dengan kecepatan 1 m/s. Tentukan besar impuls pada bola saat mengenai lantai!
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
4
Bola bemassa 20 gram dengan kecepatan awal 4 m/s ke kiri. Setelah membentur tembok bola memantul dengan kecepatan 2 m/s ke kanan seperti pada gambar. Tentukan:
(a)
Perubahan momentum;
Jawab ...................................
(b)
Impuls pada tembok;
Jawab ...................................
(c)
Jika gaya bola menyentuh tembok sebesar 6 N, tentukan selang waktu bola ketika menyentuh tembok;
Jawab ...................................
5
Dua buah benda titik bermassa m 1 = 6 kg an m 2 = 6 kg terletak berdekatan pada bidang datar licin. Sistem ini mendapat impuls gaya hingga kedua benda bergerak masing-masing dengan kelajuan v1 = 1 m/s dan v 2 = 2 m/s dengan arah tegak lurus. Berapakah besarnya impuls gaya yang bekerja pada system tersebut!
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
Impuls dan Momentum
2 1
Impuls dan Momentum 02
Sebuah mobil dengan massa 1.500 kg mengubah kecepatannya dari 54 km/jam menjadi 108 km/jam dalam 1 menit. Berapakah gaya impuls yang diberikan oleh mesin selama percepatan tersebut!
Jawab ...................................
2
Sebuah bola bermassa 0,4 kg dijatuhkan dari ketinggian 5 m. bola tersebut memantul kembali hingga ketinggian 3 m. Jika selang waktu t umbukan bola dengan tanah adalah 0,2 s, tentukan: (a)
Berapakah impuls yang terjadi saat tumbukan;
Jawab ...................................
(b)
Berapakah besar gaya yang bekerja saat t umbukan;
Jawab ...................................
3
Bola bekel bermassa 200 gram dijatuhkan dari ketinggian 80 cm tanpa kecepatan awal. Setelah menumbuk lantai bola bekel memantul kembali dengan kecepatan 1 m/s. Tentukan besar impuls pada bola saat mengenai lantai!
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
4
A hockey player applies an average force of 80.0 N to a 0.25 kg hockey puck for a time of 0.10 seconds. Determine the impulse experienced by the hockey puck.
Jawab ...................................
5
A 3.0 kg object traveling 6.0 m/s east has a perfectly elastic collision with a 4.0 kg object traveling 8.0 m/s west. After the collision, the 3.0 kg object will travel 10. m/s west. (a) What was the total momentum before the collision?
Answer..................................
(b)
What is the total momentum of these objects after this collision?
Answer..................................
6
Seorang atlet loncat indah bermassa 50 kg terjun dari keinggian tertentu. Saat menyenuh air kecepatannya 4 m/s dan kecepatan setelah di dalam air 1,5 m/s. Jika kontak atlet dengan air selama 0,5 s, berapakah gaya rata-rata yang diberikan air kepada atlet tersebut!
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
Impuls dan Momentum
3 1
Impuls dan Momentum (Grafik)
Sebuah gaya F bekerja pada benda menurut grafik di bawah. F(N)
15
t (s)
4
12
16
Tentukan: (a)
Impuls total yang bekerja pada benda;
Jawab ...................................
(b)
Jika massa benda 6 kg dan mula-mula diam, berapa kecepatan akhir benda;
Jawab ...................................
2
Grafik di bawah menyatakan hubungan gaya F yang bekerja pada benda bermassa 3 kg terhadap waktu t selama gaya itu bekerja pada benda. Bila benda mula-mula diam, maka tentukan kecepatan akhir benda itu! F (N)
4
3
9
12
t (s)
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
3
2
Gaya yang bekerja pada sebuah partikel 5 kg yang diberikan fungsi F = 6t N dengan t dalam sekon. Jika partikel pada mulanya diam, maka tentukan kelajuannya setelah t = 2 sekon!
Jawab ...................................
4
Sebuah gaya F yang bervariasi terhadap waktu seperti gambar di bawah bekerja pada sebuah benda bermassa 10 kg hingga menghasilkan momentum 40 kgm/s dalam waktu 5 detik. Tentukan: F (N)
x
0
1
4
5
t (s)
(a) Nilai x;
Jawab ...................................
(b)
Jika benda bergerak dari keadaan diam, hitung kecepatan setelah 5 detik;
Jawab ...................................
(c)
Energi kinetik benda saat 5 detik tersebut;
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
4 1
Impuls dan Momentum Impuls dan Momentum (Kasus Bola Terpental di Lantai)
Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian 625 m d i atas lantai, jika koefisien restitusi e = 0,2, maka berapakah tinggi bola setelah memantul 3 kali?
Jawab ...................................
2
Sebuah bola dari ketinggian h = 200 cm, setelah menyentuh lantai bola memantul seperti pada gambar.
Bila ketinggian pantulan pertama 1/4h, massa bola 150 gram. Tentukan koefisien restitusi bola itu!
Jawab ...................................
3
Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian tertentu seperti pada gambar berikut. Pada saaat pemantulan pertama bola mencapai ketinggian 50 cm. Bola tersebut terpantul untuk kedua kalinya pada ketinggian h 2 , tentukan besar h2 tersebut!
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
4
Bola bermassa 2 kg dijatuhkan dari ketinggian h di atas lantai sehingga mencapai ketinggian h’. Jika g = 10 2
m/s , tentukan impuls yang bekerja pada benda!
Jawab ...................................
5
Perhatikan gambar berikut!
Bola bermassa 1 kg d ilepaskan dari posisi pertama. Setelah bola menyentuh lantai, bola akan memantul. Jika 2
percepatan gravitasi 10 m/s maka tentukan (a)
Koefisien restitusi;
Jawab ...................................
(b)
Tinggi h;
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
Impuls dan Momentum
5 1
Hukum Kekekalan Momentum
Sebuah senapan 2,5 kg menembakkan peluru 2 gr dengan kecepatan 250 m/s. Tentukan: (a)
Kecepatan recoil senapan sesaat setelah peluru ditembakkan;
Jawab ...................................
(b)
Jika kontak senapan dengan bahu penembak saat menembak selama 0,01 s, maka berapa gaya yang dirasakan oleh penembak;
Jawab ...................................
2
Dua bola bermassa m A = 4 kg dan m B = 2 kg bergerak berlawanan arah seperti gambar berikut. Kedua bola kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan A dan B berbalik arah dengan kelajuan berturut-turut 1 m/s dan 6 m/s. Tentukan kelajuan B sebelum terjadi tumbukan!
Jawab ...................................
3
Sebuah bola bermassa 0,3 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s menumbuk bola lain bermassa 0,2 kg yang mula-mula diam. Jika setelah tumbukan bola pertama diam, maka tentukan kecepatan bola kedua!
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
4
Seseorang yang bermassa 50 kg berada dalam perahu ber massa 200 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s terhadap tepi sungai. Tiba-tiba orang tersebut melompat dari perahu dengan kecepatan 2 m/s terhadap perahu. Jika arah lompatan tersebut searah terhadap arah perahu, maka tentukan kecepatan pera hu terhadap tepi sungai sesaat setelah orang tersebut melompat!
Jawab ...................................
5
Perhatikan gambar berikut! Kedua benda setelah tumbukan, bergerak bersamaan dengan kecepatan 17,5 m/s, maka tentukan massa benda yang kedua!
Jawab ...................................
6
Seorang penembak jitu sedang berlatih menggunakan senapannya untuk menembak balok kayu yang diam. Peluru bermassa 10 gram bergerak dengan kecepatan 100 m/s tepat mengenai balok sehingga bersarang di dalammya. Jika massa balok kayu 490 gram, maka tentukan kecepatan balok kayu dan pe luru setelah terjadi tumbukan!
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
6 1
Impuls dan Momentum Hukum Kekekalan Momentum (Lenting Sempurna)
Bola A bergerak lurus beraturan ke kanan dengan kecepatan 3 m/s dan percepatan 0,5 m/s2. Setelah bergerak 4 detik, bola A menumbuk bola B yang diam. Jika tumbukan elastis sempurna dan massa kedua bola sama besar, maka tentukan besarnya kecepatan bola A dan bola B setelah tumbukan!
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
2
Perhatikan gambar berikut!
Dua buah bola A dan B yang memiliki massa sama dengan kecepatan bola A = 2 m/s dan kecepatan bola B = 1 m/s. Jika kedua bola tersebut mengalami tumbukan lenting sempurna, maka hitunglah kecepatan bo la A setelah tumbukan!
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
3
Sebuah partikel bermassa 0,01 gram bergerak dengan kelajuan 15 m/s yang menumbuk dinding dengan arah tegak lurus dan menghasilkan tumbukan lenting sempurna. Hitung besarnya momentum partikel akibat tumbukan itu!
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
4
Bola A 0,4 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s dan menumbuk bola B 0,2 kg yang bergerak dengan kecepatan 2 m/s searah dengan gerak bo la A. Jika tumbukan lenting sempurna, maka tentukan:
Rumah Belajar Clavius
(a)
Besar dan arah kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan;
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
(b)
Tentukan perubahan energi kinetik masing-masing bola;
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
5
Dua buah bola 2 m dan
m
dilepaskan dari ketinggian yang sama 18 cm dari lantai. Jika keduanya
bertumbukan lenting sempurna, maka berapa ketinggian tiap bola setelah tumbukan.
2 m
H
m
H
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
6
0
Sebuah bola 250 gr dipukul dengan kelajuan 25 m/s dan sudut elevasi 37 terhadap horizontal. Pada titik tertinggi bola menumbuk benda 1 kg yang digantung dengan tali 6,4 m. Jika tumbukan lenting sempurna, tentukan: (a)
Tempat jatuhnya bola setelah tumbukan diukur dari tempat awal bola dipukul
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
(b)
Sudut yang dibentuk ayunan terhadap vertikal;
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
Rumah Belajar Clavius
Impuls dan Momentum
7 1
Hukum Kekekalan Momentum (Tidak Lenting Sama Sekali)
Sebuah peluru 30 gr ditembakkan dengan kecepatan 200 m/s pada balok 370 gr yang sedang diam. Berapa kecepatan keduanya setelah tumbukan jika peluru masuk ke dalam balok dan bergerak bersama!
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
2
Sebuah mobil A bermassa 3.000 kg bergerak ke timur dengan ke lajuan 12,5 m/s dan sebuah mobil B bermassa 2.000 kg bergerak ke utara dengan kelajuan 25 m/s. Jika kedua mobil bertemu dan bertumbukan di persimpangan, maka berapakah besar dan arah kecepatan setelah tumbukan jika keduanya bergerak bersama?
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
3
Sebuah peluru 8 gr ditembakkan ke arah balok 242 gr yang berada pada ketinggian 20 m. Bila peluru bersarang dalam balok dan jatuh pada jarak 9,6 m, berapakah kelajuan peluru sebelum menumbuk balok?
20 m 9,6 m
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
Rumah Belajar Clavius
4
Sebuah peluru 5 gr ditembakkan ke arah ayunan balistik. Pada ayunan terdapat balok bermassa 0,495 kg 0
yang digantung dengan tali 20 cm. Saat peluru bersarang di dalam balok, ayunan menyimpang 60 terhadap vertikal. Berapakah kelajuan peluru sebelum tumbukan.(g = 9,8 m/s 2)?
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
5
Dua troli A dan B masing-masing 1,5 kg bergerak saling mendekat dengan v A = 4 m/s dan v B = 5 m/s seperti pada gambar. Jika kedua troli bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka tentukan:
(a)
Kecepatan kedua troli setelah tumbukan;
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
(b)
Arah kedua troli setelah tumbukan; ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................
6
Sebutir peluru yang massanya 0,01 kg ditembakkan pada suatu ayunan balistik bermassa 1 kg sehingga peluru bersarang di dalamnya dan ayunan naik setinggi 0,2 m dari kedudukan semula. Jika g = 10 m/s2, maka tentukan kecepatan peluru yang ditembakkan!
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
Rumah Belajar Clavius
Impuls dan Momentum
8 1
Hukum Kekekalan Momentum (Lenting Sebagian)
Sebuah benda 4 kg bergerak dengan kelajuan 4 m/s dan menumbuk benda 2 kg yang sedang diam. Jika koefisien restitusi tumbukan e = 0,25, maka tentukan: (a)
Besar dan arah kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan;
Jawab ...................................
(b)
Berapa persen energi kenetik yang hilang dalam tumbukan;
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
(c)
Jika benda bersentukan selama 0,4 s, berapa gaya rata-rata yang bekerja pada benda 4 kg;
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
2
Dua benda berbentuk bola dengan massa m A = 2 kg dan m B = 1 kg bergerak saling mendekat dengan kecepatan v A = 4 m/s dan v B = 2 m/s. Kedua benda tersebut bertumbukan dengan koefisien 0,5, tentukan kecepatan masing-masing kedua benda setelah tumbukan!
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
Rumah Belajar Clavius
3
Benda A bermassa 2m diam tergantung pada tali dengan panjang berkecepatan v
=
2
l
. Sebuah peluru bermassa
m dan
gl menumbuk benda A secara mendatar. Jika tumbukan tersebut menghasilkan
tumbukan lenting sebagian dengan ko efisien restitusi
e
=
0,5 , tentukanlah sudut simpangan benda itu!
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
4
Benda A 2 kg dilepaskan dari suatu ketinggian seperti pada gambar. Benda tersebut menumbuk benda B 3 kg yang sedang diam secara lenting sebagain (e = 0,5). Tentukan:
5m
0
53
m A
mB
(a)
Besar dan arah kecepatan A dan B setelah tumbukan;
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
(b)
Berapakah tinggi maksimum benda A setelah umbukan;
Jawab ........... ...... ...... ...... ......
Rumah Belajar Clavius
Impuls dan Momentum
9 1
Hubungan Hukum Kekekalan Momentum dan Energi
Sebuah granat yang diam tiba-tiba meledak dan pecah menjadi 2 bagian yang bergerak dalam arah berlawanan. Perbandingan massa kedua bagian itu adalah m1 : m2 = 1 : 2. Bila energi yang dibebaskan 5
adalah 3 × 10 joule, maka tentukan perbandingan energi kinetic pecahan granat pertama dan kedua!
Jawab ...................................
2
Dua buah benda A dan B bermassa sama masing-masing 2 kg bertumbukan. Kecepatan sebelum tumbukan adalah v A
= 15 +
i
30 j
m/s dan v B
= −10 + 5
i
j m/s. Kecepatan benda A setelah tumbukan adalah
v A ' = −5i + 20 j m/s.
Tentukan persentase energy kinetic yang hilang setelah tumbukan!
Jawab ...................................
3
Sebuah benda mula-mula diam kemudian meledak menjadi dua bagian dengan perbandingan 2 : 3. Bagian yang massanya kecil terlempar dengan kecepatan 20 m/s, maka tentukan: (a)
kecepatan bagian yang massanya besar;
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
(b)
Perbandingan energi kinetik setelah benda meledak;
Jawab ...................................
4
Bola pingpong bermassa 25 gram dijatuhkan ke lantai dari ketinggian 1 m. Ketika bola menyentuh lantai, bola memantul dan mencapai ketinggian 80 cm kemudian jatuh kembali. Tentukan: (a)
Persentase energi kinetik yang hilang;
Jawab ...................................
(b)
Jelaskan menurut pendapatmu, mengapa energi berkurang setelah bola memantul; ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................
5
Pesawat jet bergerak dengan laju 180 m/s. Tiap detik mesin menghisap 68 m 3 udara dengan massa 70 kg. Udara tersebut digunakan untuk membakar 2,9 kg bahan bakar tiap detik. Mesin tersebut menekan hasil pembakaran dan menyemburkan tenaga melalui bagian belakang pesawat dengan laju 490 m/s relative terhadap pesawat, tentukan gaya dorong yang dihasilkan mesin tersebut!
Jawab ...................................
Rumah Belajar Clavius
Impuls dan Momentum
1 1
Kerangka acuan inersial merupakan kerangka acuan yang ... A
2
Berputar pada titik pusatnya
B
Diam, kemudian bergerak terhadap benda
C
Bergerak, kemudian diam terhadap benda
D
Diam atau bergerak dengan kecepatan berubah terhadap benda
E
Diam atau bergerak dengan kecepatan tetap terhadap benda
Berdasarkan prinsip relativitas, percepatan suatu benda pada kerangka acu an yang berbeda akan ...
3
A
Bertambah
B
Berkurang
C
Tetap
D
Hilang
E
Semua salah
Postulat Einstein adalah ... (1)
Massa benda tidak konstan
(2)
Waktu diam dan bergerak tidak sama
(3)
Panjang diam dan panjang bergerak tidak sama
(4)
Kecepatan cahaya dalam vakum yang dipancarkan oleh sumber diam dan sumber bergerak adalah sama
4
Hal-hal berikut yang tidak berkaitan deng an postulat prinsip relativitas khusus adalah ... A
5
Kecepatan cahaya merupakan besaran yang isotropic
B
Kecepatan cahaya besarnya tetap di dalam ruang hampa
C
Hukum-hukum elektromagnetik berkaitan erat dengan transformasi Lorentz
D
Hukum-hukum Newton tak bersesuaian dengan transformasi Lorentz
E
Hukum-hukum Newton hanya berlaku di dalam rangka acu an inersial
Kelajuan pesawat A 0,5c dan kelajuan pesawat B 0,4c terhadap pengamat yang diam di Bumi. Jika kedua pesawat saling berl awanan arah, kelajuan A relatif terhadap B adalah ... A
0,40c
B
0,64c
Rumah Belajar Clavius
6
C
0,65c
D
0,87c
E
0,90c
Panjang sebuah pesawat antariksa 100 m ketika diukur di Bumi. Jika pesawat itu bergerak dengan kelajuan 0,8c, panjang pesawat itu jika diukur pengamat di Bumi adalah ...
7
A
40 m
B
60 m
C
70 m
D
80 m
E
125 m
Jika sebuah gugus bintang ditempuh dari Bumi menggunakan pesawat berkecepatan tinggi dengan kecepatan v = 0,99999c, membutuhkan waktu 20 tahun. Jarak gugus bintang tersebut ke Bumi adalah ...
8
A
20 tahun cahaya
B
40 tahun cahaya
C
4000 tahun cahaya
D
10000 tahun cahaya
E
100 tahun cahaya
Sebuah partikel bergerak dengan kelajuan 0,6c , maka perbandingan massa diam terhadap massa bergeraknya adalah ...
9
A
4:5
B
5:4
C
3:4
D
4:3
E
5:6
Sebuah elektron akan bertambah massanya sebesar 1,25 kali nya jika memiliki kecepatan ... A
0,4 c
B
0,5 c
C
0,6 c
D
0,7 c
E
0,8 c
Rumah Belajar Clavius
10
Jika laju partikel 0,6c, pe rbandingan massa relativistik partikel itu terhadap massa diamnya ada lah ... A
11
5:3
B
25 : 9
C
5:4
D
25 : 4
E
8:5
Sebuah roket panjang 100 meter dan massa 20 ton, meninggalkan Bumi dengan kecepatan mendekati cahaya. Menurut teori relativitas Einstein, dapat dikemukakan oleh orang Bumi adalah!
12
A
Massa roket < 20 ton, pa njang roket > 100 meter
B
Massa roket > 20 ton, pa njang roket < 100 meter
C
Massa roket < 20 ton, pa njang roket < 100 meter
D
Massa roket > 20 ton, pa njang roket > 100 meter
E
Massa dan panjang roket tetap
Ada dua orang bersaudara kembar, Fauzi dan Fauzan. Fauzan naik pesawat Enterprise dengan kelajuan 0,8c. kemudian, Fauzi dan Fauzan bertemu pada suatu kesempatan dalam suatu acara keluarga. Menurut Fauzan mereka telah berpisah selama 12 tahun, sementara Fauzi mendebatnya tidak percaya. Lama perjalanan tersebut, menurut Fauzi adalah ... A
13
8 tahun
B
10 tahun
C
12 tahun
D
15 tahun
E
20 tahun
Kecepatan pesawat angkasa yang bergerak relatif terhadap Bumi supaya sehari dalam pesawat sama dengan dua hari Bumi adal ah ... A
1,00c
B
0,96c
C
0,92c
D
0,86c
E
0,68c
Rumah Belajar Clavius
14
Sebuah elektron yang memiliki massa diam m 0 bergerak dengan kecepatan 0,6c, maka energi kinetiknya adalah ...
15
A
0,25
m c
B
0,36
m c
C
m c
D
1,80
m c
E
2,80
m c
2
0
2
0
2
0
2
0
2
0
Suatu partikel bertenaga rehat E 0 sedang bergerak dengan kinetic EK dan kecepatan sedemikian rupa hingga
16
A
2
B
4
C
6,1
D
9
E
12,3
v
/c
v
= 0,99. EK/E 0 untuk partikel besarnya …
Satu gram massa berubah menjadi energi. Energi tersebut digunakan untuk mengangkat air 2
setinggi 1 km, g = 10 ms , dan A
3 × 1 05 3
B
9 × 1 06 3
C
3 × 1 05 3
D
3 × 1 08 3
E
3 × 1 012 3
= 3 × 1 0 8 /. Air yang dapat di angkat sebanyak ...
Rumah Belajar Clavius
Impuls dan Momentum
2 1
A toy railway carriage of mass 5 kg moving 2 m/s collides with a stationery carriage which has a mass of 3 kg. After the collision the two carriages stick together. Calculate the speed of the carriages after the collision. 2 m/s
A
2
1 m/s
B
1.05 m/s
C
1.25 m/s
D
1.5 m/s
E
2.5 m/s
V=0
5 kg
3 kg Before
5 kg
V=? 3 kg
After
(Refer No.1) The carriages, in a second collision, collide head on as shown in the diagram below. Calculate the velocity of the 3 kg carriage after the collision. 2 m/s
2 m/s
A
0.5 m/s
B
0.8 m/s
C
0.9 m/s
D
1.0 m/s
0.2 m/s
E
1.2 m/s
5 kg
5 kg
3 kg
Before
V=?
3 kg
After
3
A Peugeot (mass 750 kg) is travelling at 30 m/s and collides head on with a Marcedez Benz (mass 1250 kg) travelling at 20 m/s in the opposite direction. If the two cars stick together in a crash, calculate the initial speed of the combined wreck immediately after the collision.
4
A
1.25 m/s
B
1.50 m/s
C
2.40 m/s
D
2.80 m/s
E
3.25 m/s
A ballistic pendulum is used to measure the speed of a bullet . It is a large soft mass which has been suspended from the ceiling. When a bullet with speed V 1 embeds it self into the mass the mass swings and rises a distance h as shown: 1.
v1 m
2.
3.
M
h M+m
Rumah Belajar Clavius
The masses and the height are measured and recorded as foll ows: M = 998 g g = 10 m/s
m=2g 2
h = 10 cm
Calculate the speed of the bullet V 1 (in m/s)
5
A
m/s
B
m/s
C
m/s
D
m/s
E
m/s
A 7g bullet strikes and becomes embedded in a 593g block of wood placed on a horizontal surface just in front of the g un. If the coefficient of kinetic friction is 0.25, and the impact drives the block a 2
distance of 8.1m before it comes to a rest, what was the muzzle speed of the bullet. (g = 9.8 m/s )
6
A
540 m/s
B
630 m/s
C
720 m/s
D
810 m/s
E
900 m/s
A hockey player applies an average force of 80.0 N to a 0.25 kg hockey puck for a time of 0.10 seconds. Determine the impulse experienced by the hockey puck.
7
A
8 Ns
B
9 Ns
C
10 Ns
D
11 Ns
E
Ns
An object travels with a velocity 4m/s to the east. Then, its direction of motion and magnitude of velocity are changed. Picture given below shows the directions and magnitudes of velocities. Find the impulse given to this object.
Rumah Belajar Clavius
8
A
21 kg m/s
B
-21 kg m/s
C
22 kg m/s
D
-22 kg m/s
E
23 kg m/s
Applied force vs. time graph of object is given below. Find the impulse of the object between 010s. A
140 kg m/s
B
240 kg m/s
C
280 kg m/s
D
300 kg m/s
E
320 kg m/s
F(N)
20
t(S)
9
2
6
10
A ball having mass 500g hit A wall with velocity 10 m/s. Wall applies 4000 N force to the ball and it turns back with 8m/s velocity. Find the time of ball-wall contact.
10
A
0.00225 s
B
0.00300 s
C
0.00320 s
D
0.00350 s
E
0.00400 s
Sebuah peluru bermassa 8 g diembakkan ke dalam sebuah balok bermassa 232 g yang mulamula diam pada tepi meja setinggi 1 m (lihat gambar). Peluru tertanam di dalam peluru. Bila balok mendarat di lantai sejauh
10 m dari kaki meja, maka kelajuan awal peluru adalah (g = 9,8
2
m/s )... A
210 m/s
B
184 m/s
C
145 m/s
D
112 m/s
E
86 m/s
1m
10 m
Rumah Belajar Clavius
ESSAY
11
Sebuah bola A bermasa 2 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s menumbuk secara elastis bola B yang diam dengan massa 1 kg. Setelah tumbukan, kedua bola terlempar dengan sudut yang sama besar terhadap arah mula-mula (lihat gambar). Jika tidak ada energi kinetik yang hilang, Tentukan ;
2kg 2kg
A B
1 kg
Kecepatan masing- masing bola setelah tumbukan; Besar sudut θ ;
Rumah Belajar Clavius
1 kg
θ θ
Impuls dan Momentum
3 1
Dua buah benda bermassa A = 3 kg dan B = 5 kg bergerak dengan kelajuan 8 m/s dan 4 m/s dalam arah saling berlawanan. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, Kelajuan benda A dan B setelah tumbukan berturut-turut adalah A
5 m/s dan – 7 m/s
B
– 7 m/s dan 5 m/s
C D E
2
5 m/s dan 7 m/s – 5 m/s dan – 7 m/s 7 m/s dan 5 m/s
Sebuah peluru 14 gr ditembakkan kearah sebuah pendulum 1,486 kg yang digantung dengan tali 0
sepanjang 1 m. Peluru tertanam dalam pendulum dan menyimpang sejauh 53 . Kelajuan peluru 2
sebelum menumbuk adalah (g= 9,8 m/s )
3
A
150 m/s
B
200 m/s
C
250 m/s
D
300 m/s
E
350 m/s
53
0
Peluru dengan massa 20 gr ditembakkan ke arah balok bermassa 1,98 kg yang terletak pada bidang datar licin dihubungkan dengan pegas, seperti pada gambar. Peluru bersarang dalam balok dan menyebabkan pegas tertekan 20 cm. Perhitungan menunjukkan gaya sebesar 2 N dapat menyebabkan pegas tertekan 2,5 cm. Besar kece patan peluru mula-mula adalah
4
A
32,5 m/s
B
35,0 m/s
C
37,5 m/s
D
40,0 m/s
E
42,5 m/s
Sebuah gaya bekerja terhadap sebuah benda sesuai dengan grafik di bawah. Impuls total yang bekerja pada benda adalah… A
F (N)
1.150 Ns
B
875 Ns
C
575 Ns
50
t (s)
5
Rumah Belajar Clavius
8
15
21
5
D
325 Ns
E
175 Ns
Sebuah peluru 15 gr ditembakkan ke sebuah balok kayu bermassa 185 gr. Setelah tumbukan, peluru tertancap dalam balok dan menyebabkan balok berpindah sejauh 4,5 m sebelum berhenti. Jika koefisien gesekan adalah 0,4, maka kecepatan peluru sebelum tumbukan adalah A
6
95 m/s
B
87,5 m/s
C
82,5 m/s
D
80 m/s
E
77,5 m/s
Sebuah troli P bermassa 2 kg dilepaskan dari atas bidang miring licin. Saat sampai di B, troli P menabrak troli Q secara tidak lenting sama sekali dan melintasi BC yang kasar, jika troli-troli itu berhenti 4 sekon setelah tumbukan, maka koefisien gesek lintasan BC adalah A
0,1
B
0,2
C
0,3
D
0,4
E
0,5
A
P
20 m
7
Q C
B
Benda A 2 kg dilepaskan dari suatu ketinggian seperti pada gambar. Benda tersebut menumbuk benda
B 14
5
kg yang sedang diam dengan koefisien restitusi ( e = / 7 ). Ketinggian benda A setelah 2
tumbukan adalah… cm ( g = 9,8 m/s )
8
A
20
B
40
C
80
D
160
E
320
8m mA
0
37
mB
Sebuah bola dilepas dari ketinggian 500 m di atas lantai. Jika koefisien restitusi lantai maka ketinggian bola setelah menumbuk lantai 4 kali adalah…m A
0,8
B
4
C
20
D
40
E
80
Rumah Belajar Clavius
e
=
5 5
,
9
Sebuah benda bermassa 2 kg ditarik dengan gaya yang berubah-ubah sesuai dengan persamaan
( ) = (2t + 5) N selama
F t
6 sekon. Kemudian dengan gaya konstan 17 N selama 4 sekon.,
selanjutnya gaya tersebut dilepas. Bila kecepatan benda pada saat t = 2 sekon adalah 5 m/s, maka kecepatan benda saat detik ke 12 adalah A
52 m/s
B
56 m/s
C
58 m/s
D
62 m/s
E
64 m/s
Gambar untuk no. 10 – 11
α
0
53
0
Sebuah bola 500 gram dipukul dengan arah 53 sehingga bergerak dengan kecepatan 50 m/s. pada titik tertinggi menumbuk pendulum 2 kg yang digantung dengan tali 16,2 m. koefisien retitusi e =
10
Perpindahan bola setelah kembali ke tanah adalah A
11
½.
120 m
B
96 m
C
84 m
D
32 m
E
24 m
Nilai dari A
¾
B
½
C
1
D
¼
E
1
cos α
=
/3
/5
Rumah Belajar Clavius
ESSAY 12
Dua buah bola A dan B masing-masing bermassa 3 kg dan 6 kg. Bola A bergerak ke kanan dengan kelajuan 4 m/s dan bola B bergerak ke kiri dengan kelajuan 5 m/s. jika koefisien restitusi = 1/3, tentukan A B
Kecepatan akhir bola A dan B Persentase hilangnya EK setelah tumbukan
Rumah Belajar Clavius
e
.
.
.
.
