Contoh soal impuls dan momentum & penyelesaiannya + pembahasan

Pada postingan ini kita akan membahas contoh soal impuls dan momentum serta penyelesaiannya + pembahasan. Lalu apa itu impuls dan momentum ?. Impuls adalah gaya yang bekerja sesaat sedangkan momentum adalah kecenderungan benda yang bergerak untuk melanjutkan gerakannya pada kelajuan yang konstan. Rumus impuls dan momentum sebagai berikut.

Keterangan:

I = impuls (N.s)
F = gaya (N)
∆t = selang waktu (s)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
p = momentum (kg.m/s)

Contoh soal impuls dan momentum

Contoh soal 1

Sebuah sepeda motor bergerak dengan kecepatan 25 m/s. Jika sepeda motor dan pengemudi mempunyai massa 200 kg, maka momentum sepeda motor tersebut adalah …
A. 2000 kg m/s
B. 2500 kg m/s
C. 3000 kg m/s
D. 4000 kg m/s
E. 5.000 kg m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui m = 25 m/s dan m = 200 kg. Maka momentum p = m . v = 200 kg . 25 m/s = 5000 kg m/s. Jadi momentum sepeda motor tersebut adalah 5000 kg m/s. Jadi soal ini jawabannya C.

Contoh soal 2

Sebuah bola pada permainan bola softball bermassa 0,15 kg dilempar horizontal ke kanan dengan kelajuan 20 m/s. Setelah dipukul bola bergerak ke kiri dengan kelajuan 20 m/s. Impuls yang diberikan kayu pemukul pada bola adalah…
A. 3 Ns
B. – 3 Ns
C. 6 Ns
D. -6 Ns
E. 0 Ns

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini besaran yang diketahui m = 0,15 kg, v₁ = 20 m/s, v₂ = – 20 m/s (ke kiri). Besar impuls yang diberikan kayu pemukul sebagai berikut:

I = m (v₂ – v₁).
I = 0,15 kg (- 20 m/s – 20 m/s)
I = 0,15 kg . – 40 m/s
I = -6 Ns

Jadi jawaban soal ini D.

Contoh soal 3

Sebuah bola bermassa 0,2 kg dilepas dari ketinggian 20 m tanpa kecepatan awal. Bola kemudian mengenai lantai dan terpantul kembali sampai ketinggian 5 m (g = 10 m/s2). Impuls yang bekerja pada bola adalah…
A. 2 Ns
B. 4 Ns
C. 6 Ns
D. 8 Ns
E. 10 Ns

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini, besaran yang diketahui m = 0,2 kg, h₁ = 20 m, h₂ = 5 m dan g = 10 m/s². Selanjutnya menentukan kecepatan bola sebelum menyentuh lantai (v₁) dan kecepatan bola setelah menyentuh lantai (v₂) dengan cara dibawah ini.

$v_1 = \sqrt {2.g.h_1} = \sqrt {2.10 . 20} = 20$ m/s.
$v_2 = - \sqrt {2.g.h_2} = - \sqrt {2.10 . 5} = - 10$ m/s.

Impuls pada bola sebesar:

I = m (v₂ – v₁).
I = 0,2 kg (-10 m/s – 20 m/s)
I = 0,2 kg . – 30 m/s
I = – 6 Ns

Tanda negatif menunjukkan arah impuls ke atas. Jadi soal ini jawabannya C.

Contoh soal 4

Bola bermassa 50 gram jatuh bebas dari ketinggian 5 m diatas lantai sehingga bola memantul kembali dengan ketinggian 1,8 m. Besar impuls yang bekerja pada bola adalah…
A. 0,2 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,6 Ns
E. 0,8 Ns

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui m = 50 gr = 0,05 kg, h₁ = 5 m dan h₂ = 1,8 m. Selanjutnya menentukan kecepatan bola sebelum menyentuh lantai dan setelah menyentuh lantai dengan cara dibawah ini.

$v_1 = \sqrt {2.g.h_1} = \sqrt {2.10 . 5} = 10$ m/s.
$v_2 = - \sqrt {2.g.h_2} = - \sqrt {2. 10 . 1,8} = - 6$ m/s.

Impuls bola sebagai berikut:

I = m (v₂ – v₁).
I = 0,05 kg (-6 m/s – 10 m/s)
I = 0,05 kg . – 16 m/s
I = – 0,8 Ns

Jadi soal ini jawabannya C.

Contoh soal 5

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. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah …
A. 8 kg m/s
B. 6 kg m/s
C. 5 kg m/s
D. 4 kg m/s
E. 2 kg m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Perubahan momentum sama dengan impuls :

I = m (v₂ – v₁)
I = 0,5 kg (-6 m/s – 2 m/s)
I = 0,5 kg . – 8 m/s = – 4 m/s

Soal ini jawabannya D.

Contoh soal 6

Bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan v₁ = 4 m/s ke kiri. Setelah membentur tembok bola memantul dengan kecepatan v₂= 2 m/s ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan adalah…

A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns

Penyelesaian soal / pembahasan

Cara menjawab soal ini sebagai berikut :

I = m (v₂ – v₁).
I = 0,02 kg (2 m/s – (- 4 m/s)).
I = 0,02 kg . 6 m/s = 0,12 Ns

Jadi soal ini jawabannya B.

Contoh soal 7

Bola bermassa M bergerak dengan kecepatan v₀ menabrak dinding kemudian terpantul dengan besar kecepatan yang sama tetapi arah berlawanan. Besar impuls yang diberikan oleh dinding pada bola adalah…
A. Nol
B. M . v₀
C. 2 M . v₀
D. 3 M . v₀
E. 4 M . v₀

Penyelesaian soal / pembahasan

Cara menjawab soal ini sebagai berikut :

I = m (v₂ – v₁).
I = M (V₀ – (- V₀)).
I = 2 M . v₀

Soal ini jawabannya C.

Contoh soal 8

Sebuah truk yang massanya 2 ton melaju dengan kecepatan 36 km/jam, menabrak sebuah pohon dan berhenti dalam selang waktu 0,1 detik. Gaya rata-rata pada truk selama berlangsungnya tabrakan adalah …
A. 200 N
B. 2.000 N
C. 20.000 N
D. 200.000 N
E. 2.000.000 N

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui m = 2 ton = 2.000 kg, v₁ = 36 km/jam = 10 m/s, v₂ = 0 (berhenti) dan ∆t = 0,2 s. Cara menghitung gaya rata-rata dengan rumus impuls dibawah ini.

F . ∆t = m (v₂ – v₁).
F . 0,1 s = 2.000 kg (0 – (-10 m/s).
F . 0,1 s = 20.000 kg m/s
F = 20.000 / 0,1 = 200.000 N

Soal ini jawabannya D.

Contoh soal 9

Sebuah bola dipukul dengan gaya 100 N, sehingga melambung dengan kecepatan 200 m/s. Pemukul menyentuh bola dalam waktu 0,2 detik. Massa bola tersebut adalah…
A. 0,1 kg
B. 0,4 kg
C. 0,5 kg
D. 5 kg
E. 10 kg

Penyelesaian soal / pembahasan

F . ∆t = m (v₂ – v₁).
100 N . 0,2 s = m (0 – (-200 m/s).
20 Ns = m . 200 m/s
m = 20 / 200 kg = 0,1 kg

Soal ini jawabannya A.

Contoh soal 10

Sebuah bola yang massanya 100 gram dipukul dengan gaya 25 N dalam waktu 0,1 sekon. Jika mula-mula bola diam, maka kecepatan bola setelah dipukul adalah…
A. 10 m/s
B. 15 m/s
C. 20 m/s
D. 25 m/s
E. 30 m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

F . ∆t = m (v₂ – v₁).
25 N . 0,1 s = 0,1 kg (v₂ – 0).
2,5 Ns = 0,1 kg . v₂
v₂ = 2,5 / 0,1 m/s = 25 m/s

Soal ini jawabannya D.

Contoh soal impuls dan momentum & penyelesaiannya + pembahasan

Contoh soal impuls dan momentum

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan