SERI - 1 SOAL DAN PEMBAHASAN MOMENTUM

Selamat datang di blog saya dan salams ehat selalu, 

Pada kesempatan kali ini saya akan berbagi untuk bahasan Momentum dan Impuls. Semoga bebrapa contoh yang dibahas dapat membantu anda untuk memahami dan berlatih menjawab soal - soal yang berhubungan dengan momentum. 

Terima kasih 

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 :

a.      Besar impuls yang diberikan oleh kayu pemukul pada bola

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

c.      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 :

Pembahasan :

Perhatikan diagram dengan baik 

Maka vektor kecepatan bola,

Maka momentum awal dan momentum akhir dapat kita

tentukan : 

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 : 

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.

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

b.  Hitung energi yang hilang

 

Pembahasan :

 

Bagian a) kelajuan dan arah setelah tabrakkan 

Hukum kekekalan momentum : 

Tanda negatif menunjukkan gerak sistem ke kiri ( searah dengan sedan)

 

Bagian b) energi yang hilang

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. 

Hukum kekekalan momentum : 

Sisi kiri dan kanan nilai m kita coret, maka akan kita peroleh : 

Maka kecepatan bola (2) : 

Contoh 06 :

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

A.   0,25 meter

B.   0,50 meter

C.   1,00 meter

D.   2,00 meter

E.    4,00 meter

 

Kunci : C

 

Pembahasan :

Si anak berlari ke kanan maka rakit akan bergerak ke kiri

Tanda minus menunjukkan arah ke kiri berlawanan arah dengan gerak si anak. 

Contoh 07 : 

Sebuah truk pengangkut material yang digunakan untuk mengangkut semen langsung dari pabriknya. Setiap kali memuat semen, truk melewati corong penuang semen yang memiliki debit 800 liter per sekon. 

a) Jika truk material memiliki massa 10 ton dan melintas dengan kecepatan 5 m/s.                     Berapakah kecepatannya setelah diisi semen selama 5 sekon. 

b) Berapakah gaya dan daya mekanik mesin truk keluarkan saat melewati corong 

        penuang agar kecepatan truk tidak berubah (tetap 5 m/s) 

Massa jenis semen 2.500 kg/m^3 dan abaikan gesekan dengan jalanan serta dengan udara.

Pembahasan : 

Bagian a) 

 Setelah diisi semen, t = 5 sekon maka,

 Massa total truk setelah diisi semen,

Bagian b)

gaya dan daya yang dihasilkan mesin setelah bermuatan semen

Setelah usai pengisian truk kembali bergerak dengan kelajuan 5 m/s, maka gaya yang dihasilkan mesin. 

Daya oleh mesin truk, 

Contoh 08 :

Dua buah bola biliar saling mendekat dengan kecepatan masing – masing 30 cm/s dan 20 cm/s. Kedua bola biliar memiliki massa yang identik dan terjadi dengan lenting sempurna. Tentukan kelajuan kedua bola biliar setelah tumbukkan.

 

Pembahasan : 

Hukum kekekalan momentum, 

Contoh 9 :

Sebutir peluru bermassa 10 gram ditembakkan menuju sebuah bandul balistik bermassa 2,0 kg seperti gambar di bawah ini. 

Peluru tertanam di dalam balok setelah tumbukkan, sistem naik hingga ketinggian maksimum 20cm. Jika g = 10 m/s^2. Maka kelajuan awal peluru sebelum menumbuk ayunan balistik. 

A. 40 m/s 

B. 240 m/s 

C. 281 m/s 

D. 402 m/s 

E. 804 m/s

Kunci : D

Pembahasan