SOAL DAN JAWABAN PERUBAHAN MOMENTUM LINEAR

Posted by on 13 May 2015 - 7:35 AM

  1. Sebuah benda bergerak lurus dengan kecepatan 10 m/s dan dipercepat 2 m/s2. Jika massa benda tersebut adalah 40 kg, perubahan momentum benda setelah bergerak selama 5 detik adalah ..... kg m/s.
    A. 200D. 800
    B. 400 E. 1000
    C. 600

    Pembahasan :
    Dik : v = 10 m/s, a = 2 m/s2, m = 40 kg, t = 5 s.

    Ingat kembali rumus perubahan momentum. Sederhana saja, perubahan dalam ilmu fisika biasanya disimbolkan dengan delta yang artinya selisih antara keadaan akhir dengan keadaan awal.

    Perubahan momentum artinya selisih antara momentum akhir dengan momentum awal. Secara matematis ditulis :
    ⇒ ΔP = P2 − P1
    ⇒ ΔP = m(v2 − v1)

    Dengan :
    ΔP = perubahan momentum (kg m/s)
    m = massa benda (kg)
    P2 = momentum akhir (kg m/s)
    P1 = momentum awal (kg m/s)
    v2 = kecepatan akhir benda (m/s)
    v1 = kecepatan awal benda (m/s)

    Berdasasrkan rumus di atas, maka kita harus mencari nilai kecepatan akhir benda atau kecepatan benda setelah 5 detik. Kita dapat menggunakan rumus GLBB untuk menghitung kecepatan akhirnya sebagai berikut :
    ⇒ vt = vo + at
    ⇒ vt = 10 + 2(5)
    ⇒ vt = 20 m/s

    Selanjutnya kembali ke rumus perubahan momentum.
    ⇒ ΔP = m(v2 − v1)
    ⇒ ΔP = 40(20 − 10)
    ⇒ ΔP = 40(10)
    ⇒ ΔP = 400 kg m/s
    Jawaban : B

  2. Sebuah truk yang melaju dengan kecepatan 36 km/jam menabrak sebuah pohon dan berhenti dalam waktu 0,2 detik. Jika gaya rata-rata pada truk selama berlangsungnya tabrakan adalah 100.000 N, maka momentum awal truk tersebut adalah .....
    A. 20.000 kg.m/sD. 5.000 kg.m/s
    B. 15.000 kg.m/sE. 2.000 kg.m/s
    C. 10.000 kg.m/s

    Pembahasan :
    Dik : v = 36 km/jam = 10 m/s, t = 0,2 s, F = 100.000 N.

    Karena diketahui gaya dan waktu yang sangat singkat, maka pasti soal mengarah pada hubungan antara perubahan momentum dan impuls gaya. Seperti yang kita tahu besar impuls akan sama dengan besar perubahan momentum truk. Karena gaya menyebabkan truk berhenti maka gaya berharga negatif.
    ⇒ ΔP = I
    ⇒ ΔP = F.Δt
    ⇒ P2 − P1  = -100.000 (0,2)
    Karena truk berhenti setelah tabrakan, maka momentum akhir truk adalah nol.
    ⇒ 0 − P1  = -20.000
    ⇒ P1  = 20.000 kg.m/s
    Jawaban : A

  3. Perhatikan gambar di bawah ini !
    perubahan momentum
    Sebuah atom gas bermassa m bergerak dengan kelajuan tetap v bertumbukan dengan dinding wadah. Besar perubahan momentum atom gas tersebut adalah .....
    A. mv sin θD. 2mv cos θ
    B. mv cos θE. 2mv 
    C. 2mv sin θ

    Pembahasan :
    Dari gambar terlihat bahwa atom bergerak dengan sudut θ tehadap dinding. Untuk melihat arah geraknya maka harus kita uraikan sesuai dengan aturan vektor sehingga didapatkan momentum dalam arah sumbu x dan sumbu y, kurang lebih seperti berikut :

    perubahan momentum

    Dari gambar di atas dapat dilihat arah kecepatan pada sumbu x dan sumbu y, sehingga diperoleh :
    ⇒ P1x = m.v sin θ
    ⇒ P2x = -m.v sin θ (berlawanan arah dengan P1x)
    ⇒ P1y = m.v cos θ
    ⇒ P2y = m.v cos θ (searah dengan P1y)

    Selanjutnya, kita tentukan perubahan momentumnya.
    Pada sumbu x :
    ⇒ ΔPx = P2x − P1x
    ⇒ ΔPx = -m.v sin θ − m.v sin θ
    ⇒ ΔPx = -2m.v sin θ
    tanda minus menyatakan arah kecepatannya berubah setelah tumbukan.

    Pada sumbu y :
    ⇒ ΔPy = P2y − P1y
    ⇒ ΔPy = m.v cos θ − m.v cos θ
    ⇒ ΔPy = 0

    Dengan dalil phytagoras, maka perubahan momentum atom gas adalah :
    ⇒ (ΔP)2 = (ΔPx)2 + (ΔPy)2
    ⇒ (ΔP)2 = (ΔPx)2 + 0
    ⇒ ΔP = ΔPx
    ⇒ ΔP = 2mv sin θ
    Jawaban : C

  4. Jika energi kinetik suatu benda dijadikan 4 kali enegi kinetik awalnya, maka perubahan momentumnya akan sama dengan .....
    A. 2PoD. ¾Po
    B. PoE. ¼Po
    C. ½Po

    Pembahasan :
    Dik : Ek = 4 Eko

    Kita asumsikan bahwa kecepatan awal benda adalah vo, dan momentum awal benda adalah Po. Ketika energi kinetik benda berubah, maka kecepatan benda berubah sehingga momentumnya juga berubah.
    ⇒ Ek = 4 Eko
    ⇒ ½ m.v2 = 4. ½ m.vo2
    ⇒ v2 = 4.vo2
    ⇒ v = 2.vo

    Maka perubahan momentumnya adalah :
    ⇒ ΔP = m(v − vo)
    ⇒ ΔP = m(2vo − vo)
    ⇒ ΔP = m.vo
    ⇒ ΔP = Po
    Jawaban : B

  5. Sebuah benda bergerak dengan percepatan 2 m/s2. Setelah 3 detik energi kinetik benda menjadi 16 kali energi kinetik awalnya. Jika massa benda 8 kg, maka perubahan momentum benda adalah .....
    A. 48 kg m/sD. 36 kg m/s
    B. 42 kg m/sE. 32 kg m/s
    C. 40 kg m/s

    Pembahasan :
    Diketahui : m = 8kg, a = 2 m/s2, t = 3s, Ek = 16 Eko.

    Berdasarkan hubungan energi kinetik :
    ⇒ Ek = 16 Eko
    ⇒ ½ m.v2 = 16. ½ m.vo2
    ⇒ v2 = 16.vo2
    ⇒ v = 4.vo

    Berdasarkan rumus GLBB :
    ⇒ v = vo + at
    ⇒ 4.vo = vo + 2(3)
    ⇒ 3vo = 6
    ⇒ vo = 2 m/s
    Dengan begitu v = 4(2) = 8 m/s

    Selanjutnya kita tentukan perubahan momentum :
    ⇒ ΔP = m(v − vo)
    ⇒ ΔP = 8 (8− 2)
    ⇒ ΔP = 8(6)
    ⇒ ΔP = 48 kg m/s.
    Jawaban : A




Seluruh konten yang diterbitkan di edutafsi.com disusun oleh edutafsi dan dilindungi undang-undang hak cipta. Dilarang menerbitkan ulang konten dalam bentuk apapun dan dengan cara apapun.


Advertisements