10 Soal & Pembahasan Impuls - Momentum (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda
Mari,
kita bahas 10 soal impuls dan momentum bagian 1 pilihan ganda. Materi ini
terdiri dari sub bab momentum linier, impuls, perubahan momentum, dan energi
kinetik. Berikut pembahasannya
Baca
sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Usaha dan Energi (bagian 1) ǀ
Pilihan Ganda
Pilihlah
jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.
1. Sebuah
mobil bermassa 400 kg melaju dengan
kecepatan 30 m/s ke arah selatan. Momentum yang dimiliki mobil tersebut adalah
. . . kg.m/s
A. 1,2
B. 12
C. 120
D. 1200
E. 12000
Pembahasan
:
Diketahui
:
m =
400 kg
v =
30 m/s
Ditanya
: momentum (p)
p =
m.v = 400.30 = 12000 kg.m/s
Jawaban
E
2. Perhatikan
gambar berikut!
A. Benda A
B. Benda B
C. Benda C
D. Benda D
E. Benda E
Pembahasan
:
*Gambar
A, p = m.v = 20.1 = 20 g.m/s
*Gambar
B, p = m.v = 20.2 = 40 g.m/s
*Gambar
C, p = m.v = 10.2 = 20 g.m/s
*Gambar
D, p = m.v = 10.1 = 10 g.m/s
*Gambar
E, p = m.v = 200.0,1 = 20 g.m/s
Jawaban
B
3. Benda
A bermassa m bergerak dengan kecepatan v dan memiliki momentum p. Benda B
bermassa 4m bergerak dengan kecepatan 0,5v. Momentum benda B adalah . . .
A. 0,2p
B. p
C. 2p
D. 4p
E. 8p
Pembahasan
:
*Momentum
benda A,
pA
= mv
*Momentum
benda B,
pB
= 4m.0,5v
pB
= 2mv
pB
= 2(pA)
Jawaban
C
4. Dua
benda memiliki momentum yang sama besar. Benda C bermassa m bergerak dengan
kelajuan 2v. Jika benda B bermassa 4m, maka kelajuan benda B adalah . . .
A. 0,25v
B. 0,5v
C.
v
D. 2v
E. 4v
Pembahasan
:
pC |
= |
pB |
m.2v |
= |
4m.v2 |
v2 |
= |
2v/
4 |
v2 |
= |
0,5
v |
Jawaban
B
5. Balok
bermassa 100 g bergerak ke kanan dengan kecepatan 2 m/s. Jika kecepatannya
diubah menjadi 4 m/s dan arah tetap, maka perubahan momentum balok tersebut
adalah . . .
A. 0,2 kg.m/s
B. 0,4 kg.m/s
C. 0,6 kg.m/s
D. 200 kg.m/s
E. 400 kg.m/s
Pembahasan
:
Diketahui
:
m =
100 g = 0,1 kg
vi
= + 2 m/s
vf
= + 4 m/s
Ditanya
: perubahan momentum (Δp)
Δp
= pf – pi
Δp
= m(vf – vi)
Δp
= 0,1(4 – 2)
Δp
= 0,1(2) = 0,2 kg.m/s
Jawaban
A
6. Mobil
mainan memiliki massa 500 g. Ia bergerak ke Utara dengan kecepatan 3 m/s. Kemudian,
ia berbelok ke Barat dengan kecepatan 4 m/s. Besar perubahan momentum dari
mobil mainan adalah . . .
A. 1,5 kg.m/s
B. 2,0
kg.m/s
C. 2,5 kg.m/s
D. 3,0 kg.m/s
E. 4,0 kg.m/s
Pembahasan
:
Diketahui
:
m =
500 g = 0,5 kg
vi
= + 3 m/s (ke utara)
vf
= + 4 m/s (ke barat)
Ditanya
: perubahan momentum (Δp)
pi
= m.vi = 0,5(3) = 1,5 kg.m/s
pf
= m.vf = 0,5(4) = 2,0 kg.m/s
Karena
vektor membentuk sudut, kita perlu menggunakan persamaan pengurangan vektor
Δp
= pf – pi
Δp
= √(pf2 + pi2 – 2pf.pi.cosθ)
Δp
= √((1,5)2 + (2,0)2 – 2(1,5)(2,0).cos90o)
Δp
= √((1,5)2 + (2,0)2 – 0)
Δp
= √(2,25 + 4)
Δp
= √(6,25)
Δp
= 2,5 kg.m/s
Jawaban
C
7. Perhatikan
gambar di bawah ini!
A. 2 x 10-3 Ns
B. – 2 x 10-3 Ns
C. 4 x 10-3 Ns
D. – 4 x 10-3 Ns
E. 8 x 10-3 Ns
Pembahasan :
Diketahui
:
m1
= m2 = 0,1 g = 0,0001
v1
= +20 m/s
v2
= – 20 m/s
Ditanya
: impuls (I = Δp)
I =
Δp
I =
p2 – p1
I =
m(v2 – v1)
I =
0,0001(– 20 – 20)
I =
0,0001(– 40)
I =
– 0,004 Ns = – 4 x 10-3 Ns
Jawaban
D
8. Bola
baseball bermassa 50 g melayang di udara dengan kecepatan 5 m/s.
Kemudian, ia dipukul hingga berbalik arah dengan kecepatan 10 m/s/ Jika selang
waktu sentuh antara alat pemukul dan bola adalah 0,01 s, maka gaya yang telah
diberikan pemain baseball adalah . . .
A. 45 N
B. 55 N
C. 65 N
D. 75 N
E. 85
N
Pembahasan
:
Diketahui
:
m =
50 g = 0,05 kg
vi
= + 5 m/s
vf
= – 10 m/s
t =
0,01 s
Ditanya
: gaya (F)
Δp
= pf – pi
I =
m(vf – vi)
F.t
= m(vf – vi)
F =
m(vf – vi)/ t
F =
0,05(5 – (–10)/ 0,01
F =
0,05(15)/ 0,01
F =
75 N
Jawaban
D
9. Benda
A dan B memiliki energi kinetik yang sama besar. Momentum kedua benda tersebut
adalah . . .
A. Momentum benda A sama dengan momentum benda B
B. Momentum
benda A kurang dari momentum benda B
C. Momentum benda A lebih dari momentum benda B
D. Momentum benda A dan benda B tidak dapat ditentukan karena tidak ada
informasi massa benda
E. Momentum benda A dan benda B tidak dapat ditentukan karena tidak ada
informasi kecepatan benda
Pembahasan
:
Penjabaran
dijelaskan pada pembahasan nomor 10. Energi kinetik akan sama besar, maka
momentum keduanya akan berbeda. Momentum lebih besar akan dimiliki benda yang
bermassa lebih besar dan momentum lebih kecil akan dimiliki benda yang bermassa
lebih kecil.
Jawaban
D
10.
Dua benda dalam keadaan diam. Benda 1 memiliki massa lebih besar dibanding
massa 2. Kemudian, gaya sebesar F yang sama diberikan pada benda 1 dan 2,
sehingga benda bergerak dipercepat hingga menempuh jarak L walau percepatan
keduanya berbeda. Pernyataan berikut yang benar adalah . . .
A. p1 > p2
B. p1 = p2
C. p1 < p2
D. K1 > K2
E. K1 < K2
Pembahasan
:
Diketahui
:
m1
> m2
F1
= F2 = F
Δx
= L1 = L2 = L
vi
= 0 (kecepatan awal)
Misal,
m1 = 2m dan m2 = 1m
Ditanya
: momentum (p) dan energi kinetik (K)
*Percepatan
benda 1
F1
= F2
m1.a1
= m2.a2
a1
= m2.a2/ m1
a1
= m.a2/ 2m
a1
= (1/2)a2
*Kecepatan
akhir benda 1 (vf1)
vf12
= vi2 + 2a.Δx
vf12
= 0 + 2a1.L
vf12
= 0 + 2(1/2)a2.L
vf12
= a2.L
vf1
= √(a2.L)
*Kecepatan
akhir benda 2 (vf2)
vf22
= vi2 + 2a.Δx
vf22
= 0 + 2a2.L
vf22
= 2a2.L
vf2
= √(2a2.L)
*Momentum
benda 1 (p1)
p1
= m1.v1
p1
= m1.vf1
p1
= 2m√(a2.L)
p1
= m√(4a2.L)
*Momentum
benda 2 (p2)
p2
= m2.v2
p2
= m2.vf2
p2
= m√(2a2.L)
Jadi,
momentum p1 > p2
*Energi
kinetik benda 1 (Ek1 = K1)
Ek1
= (1/2)m1.v12
Ek1
= (1/2)m1.vf12
Ek1
= (1/2)2m(√(a2.L))2
Ek1
= m.a2.L
*Energi
kinetik benda 2 (Ek2 = K2)
Ek2
= (1/2)m2.v22
Ek2
= (1/2)m2.vf22
Ek2
= (1/2)m(√(2a2.L))2
Ek2
= (1/2)m.2a2.L
Ek2
= m.a2.L
Jadi,
energi kinetik K1 = K2
Jawaban
A
Baca
selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Impuls dan Momentum (bagian 2) ǀ
Pilihan Ganda
Wala, kita sudah selesaikan 10 soal dan pembahasan impuls dan momentum bagian 1. Sekarang, kita lanjut ke bagian 2.