Dalam waktu 0 1 sekon terdapat gaya yang bekerja

Impuls dan Momentum - Tutorial fisika kali ini akan membahas tentang latihan soal momentum dan impuls. Seperti yang kita ketahui bahwa Impuls memiliki satuan dalam SI adalah : kg.m/s. Begitu juga dengan Momentum yang dalam satuan SI adalah : SI adalah : kg.m/s. Maka bisa kita katakan Momentum dan Impuls adalah dua besaran yang setara [karena dimensi satuannya sama]. Sebelum kita masuk pada latihan soal, terlebih dahulu kita akan memahami beberapa konsep penting tentang Momentum dan Impuls. Disini kita akan coba memahami apa yang dimaksud dengan Impuls yang kemudian dilanjuti apa rumus Impuls. Impuls berkaitan dengan gaya yang menyebabkan suatu benda diam menjadi bergerak. Contoh dari kejadian impuls adalah:

Table of Contents Show

Contoh soal impuls dan momentum
Video yang berhubungan
Video yang berhubungan
Video yang berhubungan

Pukulan stick golf yang menyebabkan bola golf bergerak
Bola kaki yang bergelinding ketika bola tersebut ditendang
Pergerakan bola tenis ketika dipukul

Pegerakan bola golf, bola kaki dan bola tenis disebabkan adanya gaya kontak yang bekerja hanya dalam waktu yang singkat. Gaya seperti inilah yang kita namakan dengan gaya impulsif. Berdasarkan rumus, Impuls adalah perkalian antara gaya dengan selang waktu. Secara matematis, Impuls dapat ditulis dengan rumus :

I = F.Δt

Keterangan :

I adalah impuls [Ns]
F adalah gaya impulsif [N]
Δt adalah perubahan waktu [s]

Tahap berikutnya dilanjutkan dengan pemahaman tentang apa yang dimaksud dengan Momentum yang kemudian dilanjuti dengan rumus Momentum. Coba anda bayangkan dua buah kendaraan yang berbeda massa, namun bergerak dengan kecepatan sama. Kira-kira, kendaraan mana yang sukar dihentikan : kendaraan yang bermassa besar atau kecil ?. Jika dua kendaraan bermassa sama [misalnya truck dengan truck, atau mobil dengan mobil] bergerak mendekati anda, manakah yang lebih sukar anda hentikan: kendaraan dengan kecepatan tinggi atau rendah ?. Nah tingkat kesukaran dalam menghentikan benda inilah yang disebut dengan Momentum. Jadi, Momentum didefinisikan sebagai ukuran kesukaran untuk memberhentikan suatu benda. Berdasarkan rumus, Momentum adalah perkalian massa dengan kecepatan. Secara matematis, Momentum dapat ditulis dengan rumus :

P = m . v

Keterangan :

P adalah Momentum [kg m/s]
m adalah massa [kg]
v adalah kecepatan [m/s]

Soal No.1 Berapa besar Impuls pada sebuah bola ketika dipukul dengan gaya 50 Newton dengan waktu 0,01 sekon ?

Pembahasan

I = F.Δt I = 50 N. 0,01s I = 0,5 Ns

Soal No.2

Jika sebuah mobil yang memiliki massa 1000 kg bergerak dengan kecepatan 36 km/jam. Berapakah momentum mobil tersebut ?

Pembahasan

m = 1000 kg v = 36 km/jam = 36.1000/3600 m/s = 10 m/s P = m . v P = 1000 x 10 = 10.000 kg.m/s

Jadi besarnya momentum mobil tersebut adalah 10.000 kg.m/s.

Soal No.3 Sebuah bola sepak massa 200 gram menggelinding ke arah timur dengan kecepatan 2 m/s. Ditendang dalam waktu 0,1 sekon. Sehingga kecepatannya menjadi 8 m/s pada arah yang sama. Tentukan gaya yang diberikan kaki penendang terhadap bola !

Pembahasan

Impuls = perubahan momentum I = F.Δt

I = m.vt - m.vo

F.Δt = m.vt - m.vo

F =

m[vt - vo] / Δt

F =

0,2[8 - 2] / 0,1

F = 12 N

Soal No.4

Sebuah bola bermassa 0,1 kg mula-mula diam, lalu bola bergerak dengan kecepatan bola menjadi 20 m/s setelah dipukul dengan tongkat. Hitunglah besarnya impuls dari gaya pemukul tersebut ?

Pembahasan

m = 0,1 kg v1 = 0 m/s [karena bola mula-mula dalam keadaan diam] v2 = 20 m/s I = P2 – P1

I = m [v2 – v1] I = 0,1 [20 – 0] = 2 Ns Jadi impuls dari gaya pemukul tersebut adalah 2 Ns.

Soal No.5

Bola kasti bermassa 145 gram dilempar dengan kecepatan 39 m/s ternyata dapat dipukulbalik hingga mencapai kecepatan 52 m/s. Hitunglah impuls yang terjadi pada bola kasti.

Pembahasan

m = 145 gram = 0,145 kg v1 = 39 m/s v2 = 52 m/s I = P2 – P1

I = m [v2 – v1] I = 0,145 [52 – 39] I = 0,145 [13] I = 1,855 Ns

Soal No.6

Sebuah bola bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam, kemudian dipukul sehingga bola meluncur dengan kelajuan 150 m/s. Bila lamanya pemukul menyentuh bola 0,1 detik, hitunglah gaya pemukul tersebut ?

Pembahasan

m = 0,2 kg v1 = 0 m/s [bola mula-mula dalam keadaan diam]

v1 = 150 m/s ∆t = 0,1 s I = F. ∆t

I = m [v2 – v1]

F . 0,1 = 0,2[150 - 0] 0,1F = 30

F =

30 / 0,1

= 300 N

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.

Rumus impuls dan momentum

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/sB. 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.

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.

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 NsB. 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