Hai kawan-kawan, berikut ini akan disajikan beberapa contoh soal essay fisika tentang momentum dan tumbukan beserta jawabannya. Mudah-mudahan contoh soal essay fisika tentang momentum dan tumbukan beserta jawabannya ini bermanfaat banyak.
Soal No. 1). Dua buah benda bermassa sama bergerak pada satu garis lurus saling mendekati. Jika v2‘ adalah kecepatan benda (2) setelah tumbukan ke kanan dengan laju 5 m.s–1, maka besar kecepatan v1 ‘ (1) setelah tumbukan adalah…..
Pembahasan
Diketahui :
Massa kedua benda sama = m
Kecepatan benda 1 sebelum tumbukan (v1) = 8 m/s
Kecepatan benda 2 sebelum tumbukan (v2) = 10 m/s
Kecepatan benda 2 setelah tumbukan (v2‘) = 5 m/s
Ditanya : Kecepatan benda 1 setelah tumbukan (v1‘)
Jawaban :
Ini adalah tumbukan lenting tidak sempurna. v1‘ dihitung menggunakan hukum kekekalan momentum :
m1 v1+ m2 v2 = m1 v1’ + m2 v2’
m (v1 + v2) = m (v1’ + v2’)
v1 + v2 = v1’ + v2’
8 + 10 = v1’ + 5
18 = v1’ + 5
v1’ = 13 m/s
Soal No. 2). Dua buah bola masing-masing bermassa m1 = 2 kg dan m2 = 1 kg menggelinding berlawanan arah dengan kelajuan v1 = 2 ms-1 dan v2 = 4 ms-1 seperti pada gambar berikut. Kedua bola kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan keduanya saling menempel. Kecepatan kedua bola setelah tumbukan adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola 1 (m1) = 2 kg
Massa bola 2 (m2) = 1 kg
Kecepatan bola 1 sebelum tumbukan (v1) = 2 m/s
Kecepatan bola 2 sebelum tumbukan (v2) = -4 m/s
Kecepatan bertanda positif dan negatif karena arah gerakan bola berlawanan. Tanda positif dan negatif menjelaskan arah gerakan bola.
Ditanya : Kecepatan bola setelah tumbukan (v’)
Jawaban :
Soal ini berkaitan dengan tumbukan tidak lenting. Pada tumbukan tidak lenting, hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku dan hanya berlaku hukum kekekalan momentum. Kecepatan bola setelah tumbukan dihitung menggunakan rumus hukum kekekalan momentum.
m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2) v’
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v’
4 – 4 = (3) v’
0 = (3) v’
v’ = 0
Soal No. 3). Dua buah bola A dan B memiliki massa sama bergerak saling mendekati masing-masing dengan kecepatan 4 m.s-1 dan 6 m.s-1 seperti pada gambar! Keduanya kemudian bertumbukan lenting sempurna, dan kecepatan benda B setelah tumbukan 4 m.s-1 dengan arah berlawanan dari gerak semula. Kecepatan bola A sesaat setelah tumbukan adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola A (mA) = m
Massa bola B (mB) = m
Kecepatan bola A sebelum tumbukan (vA) = 4 m/s
Kecepatan bola B sebelum tumbukan (vB) = 6 m/s
Kecepatan bola B setelah tumbukan (vB’) = 4 m/s
Ditanya : Kecepatan bola A setelah tumbukan (vA’)
Jawaban :
Jika dua benda yang bertumbukan lenting sempurna mempunyai massa sama, maka setelah tumbukan kedua benda saling bertukar kecepatan.
Soal No. 4). Di dalam permainan bola kasti, terdapat bola bermassa 0,5 Kg mula – mula bergerak dengan kecepatan 2 m/s. kemudian bola tersebut di pukul dengan gaya F yang berlawanan dengan arah gerak bola sehingga kecepatan bola berubah menjadi 6 m/s.
Jika bola yang bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 detik, berapa perubahan momentum nya ?
Diketahui:
m ; 0,5 kg
v1: 2 m/s
v2: 6 m/s = -6 m/s ( karena berlawanan dari pergerakan awal bola )
delta t : 0,01 detik
Di tanya: berapa perubahan momentum, jika bola yang bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 detik ?
Penyelesaian:
Kecepatan bola A sebelum tumbukan (vA) = kecepatan bola B setelah tumbukan (vB’) = 4 m/s
Kecepatan bola B sebelum tumbukan (vB) = kecepatan bola A setelah tumbukan (vA’) = 6 m/s
Jika sebelum tumbukan bola A bergerak ke kiri maka setelah tumbukan bola A bergerak ke kanan. Demikian juga jika sebelum tumbukan bola B bergerak ke kanan maka setelah tumbukan bola B bergerak ke kiri. Jadi pada tumbukan lenting sempurna, arah gerakan benda sebelum dan setelah tumbukan berlawanan.
Soal No. 5). Hitunglah besar momentum serangga yang massanya 22 gram yang tengah terbang dengan laju 80 m/s.
Jawaban:
Diketahui:
massa (m) = 22 gram = 0,022 kg
kecepatan (v) = 80 m/s
momentum(p) = …
p= m.v
= 0,022.80
= 1,76 kg m/s
Soal No. 6). Sebuah bola tenis bermassa 60 gram dipukul hingga mencapai kecepatan 144 km/jam, Hitunglah impuls bola tenis tersebut.
Jawaban:
Diketahui:
massa = 60 gram = 0,060 kg
kecepatan(v) = 144 km/jam = 40 m/s
impuls (I) = …
I = perubahan momentum(p)
p = m.v
= 0,060.40
= 2,4 kg m/s
I= 2,4 Ns
Soal No. 7). Bola kasti bermassa 145 gram dilempar dengan kecepatan 39 m/s ternyata dapat dipukul balik hingga mencapai kecepatan 52 m/s. Hitunglah impuls yang terjadi pada bola kasti.
Jawaban:
Diketahui:
massa = 145 gram = 0,145 kg
kecepatan(v) = 39 m/s
Soal No. 8). Gerbong bermassa 6500 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s menumbuk gerbong yang massanya sama yang sedang diam, setelah tubukan kedua-duanya bergerak bersama-sama. Hitunglah kecepatan kedua gerbong itu setelah tumbukan.
Pembahasan :
Diketahui:
m1 = 6500 kg
v1 = 5 m/s
m2 = 6500 kg
v1 = 0 m/s (diam)
kecepatan setelah tumbukan(v’) = …
Jawaban :
Soal No. 9). Peluru bermassa 20 gram ditembakkan dengan kecepatan 230 m/s mengenai balok yang diam di atas lantai. Massa balok 2 kg. Ternyata peluru melewati bagian dalam balokdan setelah keluar dari balok kecepatan peluru berkurang menjadi 160 m/s. Hitunglah kecepatan balok setelah ditembus peluru demikian.
Pembahasan :
Diketahui:
m1 = 20 gram = 0,02 kg
v1 = 230 m/s
v1’ = 160 m/s
m2 = 2 kg
v2 = 0 m/s (diam)
v2’ = …
Jawaban :
Soal No. 10). Sebuah pasak panjangnya 40 cm menancap bagian depannya di atas tanah ditumbuk dengan martil yang dilemparkan jatuh bebas dari ketinggian 5 meter. Massa martil 10 kg.
Jika gaya tahan tanah terhadap martil 100 KN(1KN=1000 N). Perhitungkan bagaimana pasak bisa masuk ke dalam tanah.
Pembahasan :
Diketahui:
panjang (l) = 40 cm = 0,4 m
m1 = 10 kg
h = 5 m
Vm(kecepatan martil)=…
Jawaban :
v’ = 52 m/s
I = …
I= perubahan momentum(p)
p1 = 0, 145.39
= 5,655 m/s
p2 = 0,145.52
= 7,54 m/s
I = p2 – p1
= 7,54 – 5,655
= 1,855 Ns