Soal soal Impuls dan Momentum

Soal Soal Impuls dan Momentum

Berikut ini adalah soal soal tentang Impuls dan Momentum dengan pembahasannya.

Nomor 1

Sebuah benda bermassa 5 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Jika benda tersebut diberi Impuls sebesar 10 N.s seperti pada gambar, berapakah kecepatannya sekarang?
A. 3 m/s
B. 4 m/s
C. 5 m/s
D. 6 m/s
E. 7 m/s

Jawab:
m=5 kg
Vo=2 m/s
I=10 N.s
Momentum awal (po)
po=m.Vo=5.2=10 kg.m/s

Momentum akhir (p)
p=po+I
p=10+10
p=20
m.V=20
5.V=20
V=20/5=4 m/s
Jawaban=B. 4 m/s


Nomor 2

Bola bermassa 1 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 10 m/s, lalu membentur tembok dan terpantul dengan kelajuan 10 m/s ke arah kiri. Berapakah Impuls yang diberikan tembok pada tersebut?
A. 0
B. 10 N.s
C. 20 N.s
D. 5 N.s
E. 15 N.s

Jawab:
Dalam mengerjakan soal ini, kita perlu memperhatikan arah gerak benda untuk menentukan nilai dari kecepatan benda.
m=1 kg
Vo=10 m/s
V= -10 m/s (bernilai negatif karena arah geraknya ke kiri)

Momentum awal (po)
po=m.Vo=1.10=10 kg.m/s

Momentum akhir (p)
p=m.V=1.(-10)=-10 kg.m/s

p=po+I
-10=10+I
I=-20 N.s
Nilai Impuls bernilai negatif menandakan arah Impuls ke kiri
Jawaban=C. 20 N.s

Nomor 3

Bola A bermassa 4 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 20 m/s dan menumbuk bola B bermassa 3 kg yang sedang diam. Jika setelah tumbukan, bola A bergerak dengan kecepatan 8 m/s ke arah kanan, berapakah kecepatan bola B?
A. 8 m/s
B. 12 m/s
C. 16 m/s
D. 20 m/s
E. 24 m/s

Jawab:
Karena tidak ada gaya luar yang bekerja pada tumbukan, maka kita dapat menggunakan hukum kekekalan Momentum.
pA+pB=pA'+PB'
MA.VA+MB.VB=MA.V'A+MB.V'B
4.20+3.0=4.8+3.V'B
80+0=32+3.V'B
80=32+3.V'B
48=3.V'B
V'B=48/3=16 m/s
Jawaban=C. 16 m/s


Nomor 4

Bola A dan bola B memiliki massa yang sama yaitu 3 kg. Bola A bergerak dengan kecepatan 20 m/s dan menumbuk bola B yang sedang diam. Jika setelah tumbukan kedua bola bergerak bersama-sama, berapakah kecepatan kedua bola setelah tumbukan?
A. 10 m/s
B. 15 m/s
C. 20 m/s
D. 25 m/s
E. 0 m/s

Jawab:
VA'=VB'=V'=?
Gunakan hukum kekekalan Momentum
pA+pB=pA'+pB'
MA.VA+MB.VB=MA.VA'+MB.VB'
3.20+3.0=3.V'+3.V'
60+0=6.V'
60=6.V'
V'=60/6=10 m/s
Jawaban=A. 10 m/s


Nomor 5

Bola A bermassa 4 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 8 m/s menumbuk bola B bermassa 3 kg yang bergerak dengan arah ke kiri dengan kelajuan 5 m/s. Jika setelah tumbukan, bola A bergerak ke kiri dengan kelajuan 1 m/s, berapakah kecepatan bola B setelah tumbukan?
A. 11 m/s
B. 10 m/s
C. 9 m/s
D. 8 m/s
E. 7 m/s

Jawab:
(Perhatikan arah gerak benda, dan beri tanda negatif untuk nilai kecepatan benda yang bergerak ke kiri)
Gunakan hukum kekekalan Momentum
pA+pB=pA'+pB'
MA.VA+MB.VB=MA.VA'+MB.VB'
4.8+3.(-5)=4.(-1)+3.VB'
32-15=-4+3.VB'
17=-4+3.VB'
17+4=3.VB'
21=3.VB'
VB'=21/3=7 m/s
Jawaban=E. 7 m/s


Nomor 6

Bola A dan bola B bermassa sama yaitu 3 kg. Bola A bergerak ke kanan dengan kecepatan 30 m/s dan menumbuk bola B yang sedang diam. Jika setelah tumbukan, kedua bola bergerak bersama-sama, berapakah nilai dari koefisien restitusi pada tumbukan tersebut?
A. 0,5
B. 0,25
C. 0,3
D. 0
E. 1

Jawab:
V1=VA=30 m/s
V2=VB=0 m/s
V1'=VA'=15 m/s
V2'=VB'=15 m/s

Jawaban= D. 0


Nomor 7

Benda A memiliki massa yang sama dengan benda B yaitu 3 kg. Benda A bergerak dengan dengan kecepatan 20 m/s dan menumbuk benda B yang diam. Jika tumbukan terjadi secara elastis sempurna, berapakah kecepatan benda A dan B setelah tumbukan?
A. VA'=10 m/s, VB'=10 m/s
B. VA'=5 m/s, VB'=15 m/s
C. VA'=0 m/s, VB'=20 m/s
D. VA'=0 m/s, VB'=15 m/s
E. VA'=2 m/s, VB'=16 m/s

Jawab:
Dalam soal ini, tumbukan terjadi secara elastis sempurna. Maka kita bisa simpulkan bahwa koefisien restitusinya adalah 1 (e=1).
VA=20 m/s
VB=0 m/s
MA=MB=3 kg
e=1
VA'=?
VB'=?

Jawaban= C. VA'=0 m/s, VB'=20 m/s

Nomor 8

Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian 100 meter. Berapakah tinggi pantulan benda tersebut, jiwa koefisien restitusi pada tumbukannya dengan lantai adalah 0,8?

A. 80 meter

B. 64 meter

C. 60 meter

D. 40 meter

E. 36 meter

Jawab:

Ho=100 meter

e=0,8

H1=?

Jawaban=B. 64 meter

Nomor 9

Sebuah peluru bermassa 0,1 kg bergerak dengan kecepatan 150 m/s dan menumbuk balok bermassa 2,9 kg yang sedang diam. Jika setelah tumbukan, peluru bersarang dalam balok, berapakah tinggi balok akan terangkat? (h=?)

A.  2,25 meter

B.  2 meter

C.  1,75meter

D. 1,5 meter

E. 1,25 meter

Jawab:

Mp=0,1 kg

Mb=2,9 kg

Vp=150 m/s

Vb=0 m/s

Vp'=Vb'=V'

Kecepatan balok bersama peluru sesaat setelah tumbukan (V'). Gunakan hukum kekekalan Momentum 

Mp.Vp+Mb.Vb=Mp.Vp'+Mb.Vb' 

(0,1).150+(2,9).0=(0,1).V'+(2,9).V'

15=0,1.V'+2,9.V'

15=3. V'

V'=15/3=5 m/s

Untuk menentukan tinggi balok terangkat, gunakan hukum kekekalan energi 

Jawaban=E. 1,25 meter

Nomor 10

Sebuah peluru bermassa 0,05 kg bergerak dengan kecepatan 100 m/s dan menumbuk balok bermassa 0,95 kg yang sedang diam. Jika setelah tumbukan, peluru bersarang dalam balok lalu menekan sebuah pegas dengan konstanta 100 N/m, tentukan seberapa jauh pegas teregang.

A. 0,5 meter

B. 0,75 meter

C. 1 meter

D. 1,25 meter

E. 1,5 meter

Jawab:

Mp=0,05 kg

Mb=0,95

Vp=100 m/s

Vb=0 m/s

Vp'=Vb'=V'

Gunakan hukum kekekalan Momentum untuk menentukan kecepatan benda sesaat setelah tumbukan (V')

Mp.Vp+Mb.Vb=Mp.Vp'+Mb.Vb'

(0,05).100+(0,95).0=(0,05).V'+(0,95).V'

5+0=(0,05+0,95).V'

5=1.V'

V'=5 m/s

Peluru yang bersarang dalam balok lalu menekan pegas sehingga pegas tertekan sejauh X. Maka terjadi perubahan energi kinetik benda menjadi energi potensial pegas. 

Ek=Ep pegas

Jawaban= A. 0,5 meter 

Demikian yang dapat saya bagikan. Terimakasih :)