SOAL DAN PENYELESAIAN MOMENTUM + IMPULS + TUMBUKAN MUDAHHHH

Soal dan Penyelesaian Fisika SMA - Momentum adalah hasil kali antara massa dan kecepatan. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut
P = m.v
Keterangan

• P = momentum(kg.m/s)
• m=massa(kg)
• V=kecepatan(m/s)

 

Impuls adalah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu hanya sesaat. Atau Impuls adalah peristiwa bekerjanya gaya dalam waktu yang sangat singkat.
I=F.Δt
Keterangan

• I = impuls
• F = gaya(N)
• Δt = selang waktu(s)

SOAL JAWAB

1. Di bawah ini adalah pengertian dari impuls, kecuali….
A. gaya sesaat
B. momentum akhir dikurangi momentum awal
C. vektor yang bersatuan kg m/s²
D. besaran berdimensi [M][L][T]^-1
E. perubahan momentum
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: C
Impuls adalah peristiwa bekerjanya gaya dalam waktu yang sangat singkat (sesaat), merupakan besaran vektor bersatuan kg m/s, berdimensi [M][L][T]^-1, juga dapat diartikan sebagai perubahan momentum atau momentum akhir dikurangi momentum awal.

---

2. Seorang anak bermain mobil-mobilan bermassa 12 kg yang bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Momentum dan energi kinetik yang dimiliki mobil-mobilan tersebut adalah….
A. 60 J dan 150 kg m/s
B. 60 kg m/s dan 150 J
C. 75 kg m/s dan 150 J
D. 100 kg m/s dan 200 J
E. 60 J dan 200 kg m/s
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
$\small \\\Rightarrow P = m.v\\\\P = 12x5=60kg.m.s^{-1}\\\\\Rightarrow E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}\\\\E_{k}=\frac{1}{2}12.5^{2}\\\\E_{k}=150J$

---

3. Seorang anak memukul bola tenis yang massanya 100 gr dengan gaya 10 N dengan sebuah pemukul. Bola menempel pada pemukul selama 0,2 sekon. Kecepatan bola waktu lepas dari pemukul adalah . . . m/s.
A. 2
B. 5
C. 10
D. 15
E. 20
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: E
$\small \\F.\Delta t=m(v-v_{o})\\\\10.0,2=0,1(v-0)\\\\v=20ms^{-1}$

---

4. Sebuah benda mengalami perubahan momentum sebesar 3 kg.m/s dalam waktu 0,05 sekon. Besar gaya yang mengakibatkan perubahan tersebut adalah . . . N.
A. 0,06
B. 0,6
C. 6
D. 60
E. 600
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: D
$\small \\F.\Delta t=\Delta P\\\\F.0,05=3\\\\F=60N$

---

5. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 10 m di atas lantai. Jika koefisien restitusi antara bola dengan lantai 0,5, maka tinggi pantulan pertama adalah….
A. 8 m
B. 7,5 m
C. 5 m
D. 2,5 m
E. 2 m
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: D
$\small \\e=\sqrt{\frac{h^{'}}{h}}\\\\h^{'}=e^{2}h\\\\h^{'}=0,5^{2}10=2,5m$

---

6. Sebuah bola menumbuk tegak lurus sebuah tembok dengan kecepatan 8 m/s. Jika koefisien tumbukan yang dialami bola dengan tembok adalah 0,5, maka kelajuan bola setelah memantul adalah….
A. 16 m/s
B. 10 m/s
C. 8 m/s
D. 6 m/s
E. 4 m/s
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: E
$\small \\e=\frac{v^{'}}{v}\\\\v^{'}=e.v\\\\h^{'}=0,5.8=4ms^{-1}$

---

7. Seseorang menembakkan peluru dengan masa 4 gram ke sebuah balok kayu bermassa 5 kg. Peluru mengenai balok dan bersarang di dalamnya. Kecepatan peluru ketika mengenai balok 300 m/s. Kecepatan sistem sekarang adalah….
A. 0,36 m/s
B. 0,24 m/s
C. 0,18 m/s
D. 0,09 m/s
E. 0,03 m/s
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
$\small \\m_{p}v_{p}+m_{b}v_{b}=(m_{p}+m_{b})v^{'}\\\\0,004.300+5(0)=(0,004+5)v^{'}\\\\v^{'}=0,2398\\\\v^{'}\approx 0,24ms^{-1}$

---

8. Dimensi dari impuls adalah….
A. [M][L][T]^-1
B. [M][L][T]^-2
C. [M][L]-2[T]^-1
D. [M][L2][T]^-2
E. [L][T]^-2
Lihat soal nomor 1 di atas
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: A

---

9. Sebuah benda yang memiliki massa 1 kg bergerak dengan kelajuan 12 m/s. Benda ini bertabrakan tidak lenting sama sekali dengan benda bermassa 2 kg yang bergerak dengan kelajuan 24 m/s. Kelajuan benda setelah tabrakan adalah. . . .
A. 12 m/s
B. 16 m/s
C. 20 m/s
D. 28 m/s
E. 36 m/s
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: A
$\small \\v^{'}=\frac{m_{1}v_{1}+m_{2}v_{2}}{m_{1}+m_{2}}\\\\v^{'}=\frac{1.(-12)+2(24)}{1+2}\\\\v^{'}=12ms^{-1}$

---

10. Sebuah benda yang bermassa 5 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s menumbuk dinding secara tegak lurus. Akibatnya, benda dipantulkan dengan kecepatan 1 m/s. Besar impuls yang dilakukan dinding pada benda saat tumbukan adalah.…
A. 20 Ns
B. 15 Ns
C. 10 Ns
D. 5 Ns
E. 0
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
$\small \\I=m(v-v_{o})\\\\I=5(1-(-2))\\\\I=15N.s$

---

11. Sebuah batu yang dilemparkan memiliki momentum 25 Ns selama 0,05 sekon. Gaya rata-rata yang diperlukan untuk menghentikan batu tersebut adalah….
A. 510 N
B. 500 N
C. 55 N
D. 50 N
E. 25N
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
$\small \\F\Delta t=\Delta P\\\\F.0,05=25\\\\F=500N$

---

12. Sebuah bom yang diam tiba-tiba meledak dan pecah menjadi 2 bagian dengan perbandingan massa 1 : 2 yang bergerak dalam arah yang berlawanan. Perbandingan energi kinetik pecahan bom pertama dan kedua adalah. . . .
A. 1 : 2
B. 2 : 1
C. 3 : 2
D. 4 : 9
E. 9 : 4
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
$\small \\\frac{E_{k1}}{E_{k2}}=\frac{m_{2}}{m_{1}}\\\\\frac{E_{k1}}{E_{k2}}=\frac{2}{1}$

---

13. Bola yang massanya 800 gram ditendang dengan gaya 200 N. Bila lamanya kaki menyentuh bola 0,04 sekon, maka bola akan melayang dengan kecepatan awal . . . m/s
A. 10
B. 9
C. 8
D. 6
E. 5
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
$\small \\F.\Delta t=m(v-v_{o})\\\\200.0,04=0,8(v-0)\\\\v=10ms^{-1}$

---

14.Benda A yang semula mempunyai momentum P bertumbukan dengan benda B. Setelah tumbukan, momentum benda A menjadi 3P. Perubahan momentum benda B adalah. . . .
A. 4p
B. 2p
C. p
D. –2p
E. –3p
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
$\small \\P_{A}+P_{B}=P_{A}^{'}+P_{B}^{'}\\\\P+P_{2}=3P+P_{B}^{'}\\\\P_{B}^{'}-P_{B}=3P+P\\\\\Delta P_{B}=2P$

---

15. Dua buah gerobak bergerak pada arah berlawanan. Gerobak I yang massanya 30 kg mula-mula bergerak ke kanan dengan kecepatan 10 m/s. Gerobak ini menabrak gerobak kedua yang massanya 20 kg yang mula-mula bergerak ke kiri dengan kecepatan 5 m/s. Jika koefisien restitusi pada saat terjadi tabrakan adalah 0,5 , hitunglah kecepatan kedua gerobak setelah tumbukan.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
$\small \\c=\frac{m_{1}v_{1}+m_{2}v_{2}}{m_{1}+m_{2}}\\\\c=\frac{30.(10)+20(-5)}{30+20}\\\\c=4\\\\v_{1}^{'}=c+e(c-v_{1})\\\\v_{1}^{'}=4+0,5(4-10)\\\\v_{1}^{'}=1ms^{-1}\\\\v_{2}^{'}=c+e(c-v_{2})\\\\v_{2}^{'}=4+0,5(4-(-5))\\\\v_{1}^{'}=8,5ms^{-1}$

---

16. Soal Pengayaan
Pada sebuah bidang datar licin, sebuah kelereng bergerak dari arah kiri sepanjang sumbu x menuju titik pusat O(0,0) dengan kecepatan v. Kelereng tersebut menumbuk kelereng kedua  yang berada dalam keadaan diam di titik O. Setelah tumbukan, kedua kelereng bergerak dengan kecepatan berturut-turut adalah v'₁ dan v'₂ dengan arah 30º dan 300º terhadap sumbu x. Kelereng kedua menumbuk kelereng ketiga yang semula diam sehingga kelereng ketiga bergerak sejajar sumbu y dan kelereng kedua bergerak sejajar sumbu x. Jika ketiga kelereng bermassa sama, maka v₃ sama dengan....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: B
Perhatikan sketsa gambar berikut:

Tinjau benda 1 dan 2:
Komponen sumbu y: $$\small mv_{1}^{'}\sin 30=mv_{2}^{'}\sin 60\\\\v_{1}^{'}\frac{1}{2}=v_{2}^{'}\frac{1}{2}\sqrt{3}\\\\v_{1}^{'}=\sqrt{3}v_{2}^{'}......(1)$$ Komponen sumbu x:
$$\small mv_{1}+mv_{2}=mv_{1}^{'}\cos 30+mv_{2}^{'}\cos 60\\\\v+0=v_{1}^{'}\frac{1}{2}\sqrt{3}+v_{2}^{'}\frac{1}{2}\\\\v=\frac{1}{2}\sqrt{3}v_{1}^{'}+\frac{1}{2}v_{2}^{'}......(2)$$ Substitusi Persamaan (1) ke (2): $$\small \\v_{1}^{'}=\sqrt{3}v_{2}^{'}\\\\ v=\frac{1}{2}\sqrt{3}\sqrt{3}v_{2}^{'}+\frac{1}{2}v_{2}^{'}\\\\v=2v_{2}^{'}\\\\v_{2}^{'}=\frac{1}{2}v$$ Tinjau benda 2 dan 3: $$\small \\v_{3}^{'}=v_{2}^{'}\cos 30\\\\v_{3}^{'}=\frac{1}{2}v.\frac{1}{2}\sqrt{3}\\\\v_{3}^{'}=\frac{1}{4}\sqrt{3}v$$
Semoga bermanfaat.