15 SOAL IMPULS DAN MOMENTUM

 Pilihan berganda : 

1. Dua buah benda massanya sama m, bergerak berlawanan arah dengan kecepatan 10 m/s dan 5 m/s. Setelah tumbukkan kedua benda menjadi satu. Tentukan kecepatan kedua benda dan ke mana arahnya. 

1. 10 m/s searah benda pertama 

2. 5 m/s searah benda pertama 

3. 5 m/s searah benda kedua 

4. 2,5 m/s searah benda pertama 

5. 2,5 m/s searah benda kedua 

Kunci : D

Pembahasan : 

Hukum kekekalan momentum : 

Dari hasil yang diperoleh, setelah tumbukan kedua benda sama – sama bergerak searah dengan arah gerak benda pertama. 

2. Sebuah benda dalam keadaan diam massanya m, karena pengaruh gaya dari dalam. Benda tersebut meledak menjadi dua bagian dengan perbandingan massa 1 : 2 bergerak berlawanan arah. Maka perbandingan kecepatan benda adalah … 

1. 1 : 2

2. 2 : 1 

3. 2 : 3 

4. 1 : 4 

5. 4 : 1

Kunci : B 

Pembahasan : 

Hukum kekekalan momentum : 

Karena setelah ledakkan perbandingan massanya menjadi 1 : 2 

3. Seorang anak bermassa 45 kg membawa senapan yang massanya 5kg dan didalamnya terdapat sebutir peluru bermassa 50 gram. Anak tersebut berdiri di atas lantai licin. Pada saat peluru ditembakan dengan kecepatan 100 m/s, anak tersebut akan terdorong ke belakang. Maka kecepatan saat anak terdorong ke belakang… 

1. 0,1 m/s 

2. 0,2 m/s 

3. 0,5 m/s 

4. 5,0 m/s 

5. 10,0 m/s 

Kunci : A

Pembahasan : 

4. Kayu dengan massa 1,80 kg tergantung dengan seutas tali. Kayu tersebut ditembak dengan sebutir peluru 0,20 kg dan peluru bersarang di dalam kayu. Kecepatan kayu bersama peluru pada saat peluru telah bersarang pada kayu 5 m/s. Kecepatan peluru saat mengenai balok kayu. 

1. 100 m/s 

2. 50 m/s 

3. 40 m/s 

4. 20 m/s

5. 10 m/s 

Kunci : B

Pembahasan : 

5. Benda 0,5 kg bergerak lurus di atas lantai dengan kecepatan awal 5 m/s. Kemudian dua detik kemudian kecepatannya menjadi 10 m/s. Maka besarnya gaya yang bekerja pada benda tersebut. 

1. 0,25 N

2. 0,50 N

3. 1,00 N

4. 1,25 N

5. 1,50 N

Kunci : D

Pembahasan : 

6. Dua buah benda yang massanya sama, masing – masing kecepatannya 10 m/s dan 20 m/s. Datang dari arah berlawanan, bertumbukan secara lenting sempurna. Tentukan kecepatan masing – masing benda setelah tumbukan tersebut 

1. 10 m/s dan 20 m/s 

2. 20 m/s dan 10 m/s 

3. 15 m/s dan 15 m/s 

4. 25 m/s dan 5 m/s

5. Semua jawaban salah 

Kunci : B

Pembahasan : 

Hukum kekekalan momentum : 

Jenis tumbukan adalah lenting sempurna (e = 1) : 

Kita eliminasi persamaan (1) dan persamaan (2) : 

Maka kecepatan benda pertama setelah tumbukkan, 

Untuk kecepatan benda kedua setelah tumbukkan, substitusikan nilai v'1 ke dalam persamaan (2). 

Kesimpulan : setelah tumbukan kecepatan benda pertama 20 m/s berbalik arah ke kiri. Dan kecepatan benda kedua setelah tumbukan berbalik arah ke kanan sebesar 10 m/s. 

7. Dua buah benda masing – masing massanya m1 dan m2 saling bertumbukkan. Kecepatannya pada saat akan bertumbukan v1 dan v2. Bila kecepatan kedua benda setelah bertumbukan adalah c, maka persamaan yang memenuhi. 

Kunci : D

Pembahasan : 

Di dalam soal tidak disebutkan bertumbukan karena berlawanan arah, maka kita anggap tumbukan terjadi saat satu arah. 

Setelah tumbukan, kedua benda bergerak dengan kecepatan yang sama yakni v'=c. Maka kita dapat menentukan kecepatan v' nya, 

8. Sebuah bola ping – pong massanya 10 gram dilepaskan dari ketinggian 2,0 meter di atas lantai. Bila setelah pemantulan yang pertama tinggi yang dapat dicapai 0,5 meter. Maka berapa ketinggian yang dicapai pada pemantulan berikutnya.

Kunci : C

Pembahasan : 

9. Gambar di bawah ini memperlihatkan benda B digantung dengan seutas tali panjangnya l dalam keadaan diam. 

Kemudian benda A dengan kecepatan vA=20ms menumbuk benda B, sehingga benda berayun. Tentukan tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh benda B, bila koefisien restitusi tumbukan kedua benda itu ½. 

(mA = mB = m dan gravitasi g = 10 m/s2). 

1. 1,50 m 

2. 2,00 m 

3. 3,00 m 

4. 1,5√2 m 

5. 1,5√5 m

Kunci : (tidak ada kunci jawabannya) 

Pembahasan : 

Eliminasi persamaan (1) dan persamaan (2)

10. Seseorang berlari di atas rakit sejauh 2,0 meter sehingga rakit yang semula diam menjadi bergerak. Massa rakit dan orang tersebut sama, yaitu 50 kg. Perpindahan yang dialami rakit selama orang tersebut berlari adalah … 

1. 0,25 m 

2. 1,50 m 

3. 1,00 m

4. 2,00 m 

5. 4,00 m

Kunci : C

Pembahasan : 

Dari persamaan di atas, menunjukkan kecepatan orang dan rakit besarnya sama v'o = v'R = v meski arah rakit berlawanan dengan arah kecepatan orang yang berlari. 

Sehingga dapat kita tinjau rakit dengan orang sebagai satu sistem: 

Kemunduran rakit, s : 

11. Sebutir peluru bermassa 10 gram ditembakkan menuju sebuah ayunan balistik bermassa 2 kg. Peluru tertanam di dalam balok setelah tumbukkan dan sistem naik hingga ketinggian maksimum yang dicapai 20 cm. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s2, maka kelajuan awal peluru … 

1. 40 m/s 

2. 240 m/s 

3. 281 m/s 

4. 402 m/s 

5. 804 m/s

Kunci : D

Tinjau A ke B : 

Hukum kekekalan momentum : 

12. Pada peristiwa tumbukkan tidak elastik antara dua kelereng, jumlah energi kinetik kedua kelereng berubah 

Sebab 

Perubahan jumlah energi kinetik kedua kelereng bergantung pada perubahan jumlah momentum kedua kelereng. 

Kunci : C 

Pembahasan : 

Pernyataan benar dan alasan salah 

Catatan : 

• Tumbukkan lenting sempurna = jumlah energi kinetik kedua benda yang bertumbukan tetap (tidak berubah). 

• Tumbukkan lenting sebagian dan tidak elastik = jumlah energi kinetik kedua benda yang bertumbukkan berubah, karena ada yang hilang menjadi kalor atau bunyi. 

• Apa pun jenis tumbukkannya, jumlah momentum tetap

• Perubahan jumlah energi kinetik tidak ada korelasinya dengan perubahan jumlah momentum kedua benda.

13. Grafik di bawah ini menyatakan gaya yang bekerja pada suatu benda bermassa 2 kg dalam selang waktu 4 sekon. Jika benda tersebut mula – mula diam, besarnya energi kinetik setelah 4 sekon adalah … 

1. 50 J 

2. 100 J

3. 200 J

4. 300 J

5. 400 J

Kunci : B

Pembahasan : 

14. Perhatikan dua benda bermassa m1dan m2bergerak pada suatu permukaan licin seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini. 

Jarak pemampatan maksimum, x, dari pegas dengan tetapan k adalah … 

Kunci : 

Pembahasan : 

Hukum kekekalan momentum : 

Perubahan Energi kinetik sama dengan perubahan energi potensial pegas, 

15. Seorang pelari bermassa 50 kg berlari menuju ke sebuah kereta balok yang sedang diam dengan kecepatan 2 m/s. Pada saat pelari tersebut tiba di atas balok, pelari tersebut berhenti berlari. Bila massa balok 50 kg, maka persentase energi kinetik total sistem yang hilang dari peristiwa tersebut adalah ...

1. 20 %

2. 30 %

3. 40 %

4. 50 %

5. 60 %

Kunci : D

Pembahasan : 

Awal, 

Pelari yang bermassa 50 kg berlari dengan kecepatan 2 m/s. dan Balok bermassa 50 kg dalam keadaan diam vb=0 m/s

Gunakan hukum kekekalan momentum,

Energi kinetik yang hilang, ∆EK: 

Persentase Energi kinetik yang hilang,