SERI IMPULS DAN MOMENTUM 3

Contoh 01 : 

Sebuah bola bermassa 0,15 kg pada permainan softball dilempar mendatar ke kanan dengan kecepatan 20 m/s. Setelah dipukul, bola bergerak ke kiri dengan kelajuan 20 m/s. Tentukan : 

1. Besar impuls yang diberikan oleh kayu pemukul pada bola 

2. Besar gaya rata – rata yang diberikan kayu pemukul pada bola, jika kayu pemukul bola bersentuhan selama 0,80 ms. 

3. Percepatan rata – rata bola selama bersentuhan dengan kayu pemukul

Pembahasan : 

Bagian a) Impuls yang diberikan kayu pemukul : 

Bagian b) gaya rata – rata yang diberikan balok kayu :

Bagian c) percepatan rata – rata :

Contoh 02 : 

Sebuah bola bermassa m bergerak dengan kecepatan v. Bola menumbuk secara elastis sebuah papan dengn sudut (alpa) terhadap garis normal. Hitung gaya yang diberikan papan pada bola tersebut. Anggap lamanya bola bersentuhan dengan papan adalah t. 

Pembahasan : 

Perhatikan diagram dengan baik 

Maka momentum awal dan momentum akhir dapat kita tentukan : 

Momentum awal, P1 : 

Momentum akhir, P2 : 

Gaya F rata – rata : 

Dan arah gaya rata – rata F sejajar sumbu y sesuai arah vektor satuan j 

Contoh 03 : 

Sebuah silinder mengandung 12 kg gas yang dimampatkan. Jika katup silinder tersebut dibuka, gas akan menyembur keluar dari mulut pipa sehingga silinder kosong dalam waktu 1 menit 30 sekon. Jika gas menyembur dari mulut pipa dengan kecepatan rata – rata 25 m/s. Hitung gaya yang dikerjakan gas pada silinder tersebut. 

Pembahasan : 

Momentum awal sama dengan nol, P1=0

Momentum gas keluar dari silinder, P2 : 

Contoh 04 : 

Sebuah sedan dan sebuah truk yang bergerak saling berlawanan arah, tidak disengaja mengalami tabrakkan secara sentral dan saling menempel sesaat sesudah tabrakkan. Sesaat sebelum tabrakkan terjadi, sedan melaju dengan kecepatan 30 m/s dan truk 20 m/s. Massa mobil sedan 1.000 kg dan truk sebesar 3.000 kg. 

1. Berapakah kelajuan keduanya dan dalam arah manakah keduanya bergerak setelah tabrakan 

2. Hitung energi yang hilang 

Pembahasan : 

Bagian a) kelajuan dan arah setelah tabrakkan 

Bagian b) energi yang hilang

Energi sebelum tumbukkan, EK1 : 

Energi kinetik setelah tumbukkan, EK2 : 

Energi kinetik yang hilang, ∆EK : 

Tanda minus menunjukkan ada energi yang hilang sebesar 937,5 kJ. Hilangnya energi tersebut sebenarnya berubah menjadi menjdi energi, Bunyi, Kalor (panas), dan perubahan bentuk kedua mobil sedan dan truk. 

Contoh 05 : 

Sebuah bola biliar bergerak dengan kecepatan 1,20 m/s dalam arah Y+ pada sebuah meja biliar dan menumbuk sebuah bola identik, yang mula – mula diam seperti gambar di bawah ini. 

Bola yang menumbuk disimpangkan sedemikian sehingga kecepatannya memiliki komponen 0,80 m/s dalam arah Y+ dan komponen 0,60 m/s dalam arah X+. Tentukan kecepatan akhir dan kelajuan akhir dari bola yang ditumbuk. 

Pembahasan : 

Perhatikan gambar di bawah ini tatkala bola telah bertumbukkan 

Di dalam soal tidak disebutkan massa tiap bola biliar, hanya menyebutkan massa kedua bola biliar adalah identik. Dapat kita misalkan dengan membuat kedua massa bola adalah m. 

Keadaan awal, 

Keadaan akhir,