Momentum dan impuls merupakan besaran vektor; 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.
Materi :
- Pengertian momentum
- Hukum II Newton
- Pengertian Impuls
- Teorema impuls-momentum
- Hukum kekekalan momentum linear
- Tumbukan lenting sempurna
- Tumbukan lenting tidak sempurna
- Tumbukan tidak lenting
Simak Juga materi : Momentum dan Impuls – Pengertian, Rumus, Hubungan dan Contoh Soal
1 – 10 Contoh Soal Momentum dan Impuls dan Jawaban
1. 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 :
Pembahasan :
Dik : m1 = m2 = 10.000 kg
v1 = 24 m/s v2 = 0
v’1 = v’2 = v’
Dit: v’ = …?
jawab :
2. 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 :
Dik :
m = 2 kg
h = 10 m
h’ = 2,5 m
g = 10 m/s2
Dit : I = …?
Jawab :
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 = 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
3. 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 :
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 kec semula)
4. Perhatikan gambar dibawah ini!
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 :
Pembahasan :
Dik : m1 = m2 = m
v1 = 8 m/s
v2 = -10 m/s
v2’ = 5 m/s
(v negative untuk arah ke kiri)
Dit : v1’ = …?
Pada tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum:
5. Saat bermain sepak bola Andi bermain dengan bola bermassa 200 gram dilempar horizontal dengan kecepatan 4 m/s, lalu bola dipukul searah dengan arah bola mula-mula. Lamanya bola bersentuhan dengan pemukul adalah 2 milisekon dan kecepatan bola setelah meninggalkan pemukul adalah 12 m/s. tentukan besar gaya yang diberikan Andi pada bola!
Jawaban :
Pembahasan :
Dik:
m = 200 gram = 0,2 kg
v0 = 4 m/s
v1 = 12 m/s
t = 2 milisekon = 0,002 sekon
Dit: F = …?
Jawab:
6. Benda bermassa 1 kg dipengaruhi gaya selama 20 sekon seperti ditunjukkan grafik ditunjukkan grafik di bwah ini!
Jika kelajuan awal sebuah benda 50 m/s, maka tentukan berapakah besar kelajuan benda saat detik ke 15
Jawaban :
Pembahasan :
Dik:
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
7. 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 :
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
8. 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 :
Dik :
mA = 2 kg
mB = 2 kg
vA = 4 m/s
vB = 3 m/s
Dit : mtotal = …?
9. Hitunglah besar gaya Ferdi yang di berikan pada sebuah bola kasti, apabila bola kasti tersebut bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam kemudian dipukul hingga bergerak dengan kecepatan 14 m/s. Dengan gaya yang di berikan selama 0,01 sekon.
Jawaban :
Pembahasan :
10. Bola kasti bermassa 100 gram dilempar mendatar oleh Rina dengan kelajuan 5 m/s. kemudian bola kasti tersebut dipukul searah dengan arah mula-mula. Bila lamanya bola kasti bersentuhan dengan 2 m/s dan kecepatan bola kasti setelah meninggalkan pemukul 10 m/s maka hitunglah berapa besar gaya yang diberikan oleh pemukul!
Jawaban :
Pembahasan :
Diketahui :
m = 100 gram = 0,1 kg
vo = +5 m/s
t = 2 milisekon = 2 x 10-3 sekon
vt = +10 m/s
Ditanya :
Gaya yang dikerjakan pemukul pada bola (F) ?
Rumus impuls :
I = F t
Rumus perubahan momentum :
11 – 20 Soal Momentum dan Impuls dan Jawaban
11. Hitunglah besar momentum serangga yang massanya 22 gram yang tengah terbang dengan laju 80 m/s.
Jawaban :
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
12. Sebuah bola tenis bermassa 60 gram dipukul hingga mencapai kecepatan 144 km/jam, Hitunglah impuls bola tenis tersebut.
Jawaban :
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
13. 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 :
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
Simak Juga : Soal Besaran dan Satuan
14. 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 :
Pembahasan :
Diketahui:
m1 = 6500 kg
v1 = 5 m/s
m2 = 6500 kg
v1 = 0 m/s (diam)
kecepatan setelah tumbukan(v’) = …
15. Peluru bermassa 20 gram ditembakkan dengan kecepatan 230 m/s mengenai balok yang diam di atas lantai. Massa balok 2 kg. Ternyata peluru melewati bagian dalam balokdan setelah keluar dari balok kecepatan peluru berkurang menjadi 160 m/s. Hitunglah kecepatan balok setelah ditembus peluru demikian.
Jawaban :
Pembahasan :
Diketahui:
m1 = 20 gram = 0,02 kg
v1 = 230 m/s
v1’ = 160 m/s
m2 = 2 kg
v2 = 0 m/s (diam)
v2’ = …
16. Sebuah pasak panjangnya 40 cm menancap bagian depannya di atas tanah ditumbuk dengan martil yang dilemparkan jatuh bebas dari ketinggian 5 meter. Massa martil 10 kg.
Jika gaya tahan tanah terhadap martil 100 KN(1KN=1000 N). Perhitungkan bagaimana pasak bisa masuk ke dalam tanah.
Jawaban :
Pembahasan :
Diketahui:
panjang (l) = 40 cm = 0,4 m
m1 = 10 kg
h = 5 m
Vm(kecepatan martil)=…
17. 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)
18. Dua buah mainan mobil A dan B massanya masing-masing 2 kg dan 3 kg bergerak searah dengan kecepatan masing-masing 8 m/s dan 5 m/s. Kedua mobil bertumbukan lenting sempurna. Hitunglah kecepatan kedua mobil setelah bertumbukan !
Jawaban :
Pembahasan :
Diketahui :
m1 = 2 kg
m2 = 3 kg
v1 = 8 m/s
v2 = 5 m/s
e = 1
Ditanya : v1’ dan v2’ …….?
Jawab :
19. Sebuah trem 10.000 kg berjalan dengan laju 24 m/s menabrak trem sejenis yang berhenti. Jika trem menempel bersama sebagai akibat tumbukkan, berapa laju bersama mereka sesudahnya?
Jawaban :
Pembahasan :
Setelah tumbukan, momentum total akan sama tetapi akan disebar merata pada kedua trem. Karena kedua trem menempel, mereka akan memiliki kecepatan sama, sebut v’ .
Maka :
20. Hitung kecepatan lompatan mundur setelah senapan 5,0 kg yang menembakkan sebuah peluru 0,050 kg pada kecepatan120 m/s.
Jawaban :
Pembahasan :
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.
Sudah selesai membaca dan berlatih soal ini ? Ayo lihat dulu Daftar Soal Fisika
