);

Contoh soal hukum kekekalan momentum & penyelesaiannya + pembahasan

Postingan ini membahas contoh soal hukum kekekalan momentum dan penyelesaiannya + pembahasan. Lalu apa itu hukum kekekalan momentum ?. Hukum kekekalan momentum menyatakan “Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda, maka jumlah momentum sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum setelah tumbukan.” Secara matematis hukum kekekalan momentum ditulis seperti gambar dibawah ini.

Hukum kekekalan momentum
Hukum kekekalan momentum

Keterangan:

  • m1 = massa benda 1 (kg)
  • m2 = massa benda 2 (kg)
  • v1 = kecepatan benda 1 sebelum tumbukan (m/s)
  • v2 = kecepatan benda 2 sebelum tumbukan (m/s)
  • v11 = kecepatan benda 1 setelah tumbukan (m/s)
  • v21 = kecepatan benda 2 setelah tumbukan (m/s)

v1, v2, v11 dan v21 positif jika arah kecepatan ke kanan dan negatif jika arah kecepatan ke kiri.

Contoh soal hukum kekekalan momentum

Contoh soal 1

Dua buah bola 1 dan 2 memiliki massa sama bergerak saling mendekat masing-masing dengan kecepatan 4 m/s dan 6 m/s seperti pada gambar.

Hukum kekekalan momentum
Contoh soal hukum kekekalan momentum nomor 1

Keduanya kemudian bertumbukan dan kecepatan benda 2 setelah bertumbukan 4 m/s dengan arah berlawanan dengan gerak semula. Kecepatan bola 1 sesaat setelah tumbukan adalah …
A. 2 m/s
B. 2,5 m/s
C. 4 m/s
D. 5 m/s
E. 6 m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui :

  • m1 = m2 = m
  • v1 = 4 m/s
  • v2 = – 6 m/s (negatif karena arah ke kiri)
  • v2‘ = 4 m/s

Cara menentukan v1‘ dengan menggunakan hukum kekekalan momentum dibawah ini.

  • m1.v1 + m2.v2 = m1.v1‘ + m2.v2‘.
  • v1 + v2 = v1‘ + v2‘ (karena m1 = m2 = m)
  • 4 m/s +(- 6 m/s) = v1‘ + 4 m/s
  • -2 m/s = v1′ + 4 m/s
  • v1‘ = -2 m/s – 4 m/s = – 6 m/s

Jadi v1‘ = – 6 m/s (tanda negatif menunjukkan arah kecepatan ke kiri). Soal ini jawabannya E.


Contoh soal 2

Bola B bermassa menumbuk bola A yang diam seperti gambar.

Hukum kekekalan momentum
Contoh soal hukum kekekalan momentum nomor 2

Jika massa kedua benda sama dan setelah tumbukan A dan B menyatu, kecepatan bola A dan B adalah …
A. 2,0 m/s
B. 1,8 m/s
C. 1,5 m/s
D. 1,0 m/s
E. 0,5 m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • vA = 0 (karena diam)
  • mA = mB = m
  • vB = 2 m/s
  • vA‘ = vB‘ = v’ (karena menyatu)

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum diperoleh hasil sebagai berikut.

  • mA.vA + mB.vB = mA.vA‘ + mB.vB‘.
  • vA + vB = v’ + v’
  • vA + vB = 2 v’
  • 0 + 2 m/s = 2 v’
  • 2 m/s = 2 v’
  • v’ = (2/2) m/s = 1,0 m/s

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal 3

Sebutir peluru bermassa 40 gram bergerak dengan kecepatan 100 m/s arah mendatar menumbuk balok bermassa 960 gram yang diam diatas bidang datar. Jika peluru tertahan didalam balok, maka kecepatan keduanya menjadi …
A. 40 m/s
B. 36 m/s
C. 24 m/s
D. 12 m/s
E. 4 m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui :

  • mb = 960 gram = 0,960 kg
  • mp = 40 gram = 0,04 kg,
  • vb = 0 m/s dan
  • vp = 100 m/s
  • vp‘ = vb‘ = v’ (karena peluru tertahan didalam balok)

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum diperoleh hasil sebagai berikut.

  • mp.vp + mb.vb = mp.vp‘ + mb.vb‘.
  • 0,04 kg . 100 m/s + 0,960 kg . 0 m/s = 0,04 kg v’ + 0,960 kg . v’
  • 4 kg m/s = 1 kg . v’
  • v’ = 4 m/s

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal 4

Sebuah mobil bermassa 800 kg melaju dengan kecepatan 90 km/jam menabrak gerobak bermassa 200 kg yang berhenti di tepi jalan. Setelah tabrakan, gerobak menempel pada mobil dan bergerak dengan laju …
A. 5 m/s
B. 10 m/s
C. 15 m/s
D. 20 m/s
E. 25 m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum diperoleh hasil sebagai berikut.

  • mmobil.vmobil + mgerobak.vgerobak = mmobil.vmobil‘ + mgerobak.vgerobak‘.
  • 800 kg . 25 m/s + 200 kg . 0 = 800 kg . v’ + 200 kg . v’
  • 20.000 kg m/s = 1.000 kg . v’
  • v’ = (20.000/1.000) m/s = 20 m/s

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal 5

Benda A dan B bermassa 5 kg bergerak berlawanan arah seperti pada gambar.

Hukum kekekalan momentum
Contoh soal hukum kekekalan momentum nomor 5

Jika setelah tumbukan kedua benda berbalik arah dengan kecepatan masing-masing 2 m/s dan 6 m/s, maka kecepatan benda A sebelum tumbukan adalah …
A. 5 m/s
B. 10 m/s
C. 12 m/s
D. 16 m/s
E. 20 m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum diperoleh hasil sebagai berikut.

  • vA + vB = vA‘ + vB‘.
  • vA + (-6 m/s) = -2 m/s + 6 m/s
  • vA – 6 m/s = 4 m/s
  • vA = 4 m/s + 6 m/s = 10 m/s

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal 6

Dua buah benda bermassa sama bergerak pada satu garis lurus saling mendekati seperti pada gambar.

Hukum kekekalan momentum
Contoh soal hukum kekekalan momentum nomor 6

Bila v2‘ adalah kecepatan benda 2 setelah tumbukan ke kanan dengan laju 5 m/s, maka besar kecepatan v1‘ setelah tumbukan adalah…
A. 7 m/s
B. 9 m/s
C. 13 m/s
D. 15 m/s
E. 17 m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum diperoleh hasil sebagai berikut.

  • m1.v1 + m2.v2 = m1.v1‘ + m2.v2
  • v1 + v2 = v1‘ + v2
  • 8 m/s + (- 10 m/s) = v1‘ + 5 m/s
  • -2 m/s = v1‘ + 5 m/s
  • v1‘ = -2 m/s – 5 m/s = – 7 m/s

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal 7

Benda A dan B masing-masing bermassa 4 kg dan 5 kg bergerak berlawanan arah seperti pada gambar.

Hukum kekekalan momentum
Contoh soal hukum kekekalan momentum nomor 7

Kemudian keduanya bertumbukan dan setelah tumbukan kedua benda berbalik arah dengan kecepatan A = 4 m/s dan kecepatan B = 2 m/s. Kecepatan benda B sebelum tumbukan adalah …
A. 6,0 m/s
B. 3,0 m/s
C. 1,6 m/s
D. 1,2 m/s
E. 0,4 m/s

Penyelesaian / pembahasan

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum diperoleh hasil sebagai berikut.

  • mA.vA + mB.vB = mA.vA‘ + mB.vB‘.
  • 4 kg . 6 m/s + 5 kg . vB = 4 kg . (-4 m/s) + 5 kg . 2 m/s
  • 24 kg m/s + 5 kg . vB = -16 kg m/s + 10 kg m/s
  • 24 kg m/s + 5 kg . vB = – 6 kg m/s
  • 5 kg . vB = – 6 kg m/s – 24 kg m/s
  • 5 kg . vB = – 30 kg m/s
  • vB = (30/5) m/s = 6,0 m/s

Soal ini jawabannya A.

You cannot copy content of this page