SOAL DAN PEMBAHASAN JENIS-JENIS TUMBUKAN

Posted by on 13 May 2015 - 12:14 PM

  1. Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak lurus dengan kecepatan tetap 6 m/s. Benda tersebut menumbuk sebuah balok sehingga momentum benda tersebut menjadi 4 kali momentum awalnya dengan arah yang berlawanan. Pertambahan momentum balok adalah .... kg m/s.
    A. 100D. 160
    B. 120E. 240
    C. 140

    Pembahasan :
    Dik : m1 = 4 kg, v1 = 6 m/s, P1' = -4mv.

    Untuk mengerjakan soal mengenai tumbukan, kita dapat menggunakan hukum kekekalan momentum karena jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan selalu sama. Berdasarkan hukum kekekalan momentum maka berlaku :
    ⇒ P1 + P2 = P1' + P2'
    ⇒ m1.v1 + P2 = -4mv + P2'
    ⇒ mv + P2 = -4mv + P2'
    ⇒ mv + 4mv = P2' − P2 
    ⇒ mv + 4mv = ΔP2
    ⇒ ΔP2 = 5mv
    ⇒ ΔP2 = 5 (4) (6)
    ⇒ ΔP2 = 120 kg m/s
    Jawaban : B

  2. Sebuah bandul bermassa 2 kg diikat dengan tali dan dilepas dari ketinggian 1 m seperti gambar di bawah ini.
    Jika bandul menumbuk peti liat bermassa 1 kg yang diletakkan di bagian terendah lintasannya dan terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali, maka ketinggian h' yang dapat dicapai keduanya adalah ....
    A. 0,44 mD. 0,71 m
    B. 0,52 mE. 0,84 m
    C. 0,63 m

    Pembahasan :
    Dik : mb = 2kg, mp = 1kg, h = 1 m.

    Ketika pertama dilepas, kecepatan bandul adalah nol. Namun kemudian semakin cepat karena pengaruh percepatan gravitasi. Kecepatan bandul sebelum menumbuk peti dapat dihitung dengan rumus berikut :
    ⇒ vb = √2gh
    ⇒ vb = √2(10)(1)
    ⇒ vb = 2√5 m/s

    Kecepatan setelah tumbukan :
    ⇒ vb' = √2gh'
    ⇒ vb' = √2(10)(h')
    ⇒ vb' = 2√5h' m/s

    Kedua benda bertumbukan tidak lenting sama sekali sehingga berlaku vb' = vp' = v'. Berdasarkan hukum kekalan momentum :
    ⇒ Pb + Pp = Pb' + Pp'
    ⇒ mb.vb + 0 = (mb + mp) v'
    ⇒ 2 (2√5) = (2 + 1) (2√5h')
    ⇒ 4√5 = 6√5h'
    Untuk memperoleh nilai h', maka persamaan dikuadratkan.
    ⇒ 80 = 180 h'
    ⇒ h' = 0,44 m.
    Jawaban : A

  3. Dua buah bola A dan B bermasa 2 kg mula-mula bergerak dengan arah yang sama dengan kecepatan masing-masing 4 m/s dan 1 m/s. Jika kedua bola bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan bola B setelah tumbukan adalah .....
    A. 1,0 m/sD. 2,5 m/s
    B. 1,5 m/sE. 3,5 m/s
    C. 2,0 m/s

    Pembahasan :
    Dik : mA = mB = 2 kg, vA = 4m/s, vB = 1 m/s.

    Pada tumbukan lenting tidak sempurna berlaku :
    1. Hukum kekekalan momentum
    2. Koefisien restitusi e = 0
    3. Kecepatan benda setelah tumbukan sama 

    Berdasarkan hukum kekekalan momentum :
    ⇒ PA + PB = PA' + PB'
    ⇒ mA.vA + mB.vB = (mA + mB) v'
    ⇒ 2(4) + 2(1) = (2 + 2) v'
    ⇒ 10 = 4v'
    ⇒ v' = 2,5 m/s
    Jadi v'B = 2,5 m/s
    Jawaban : D

  4. Balok bermassa 2 kg mula-mula diam di atas lantai kasar dengan koefisien gesekan 0,3. Balok tersebut kemudian ditumbuk oleh beton bermassa 6 kg yang bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Jika tumbukan yang terjadi adalah tumbukan lenting sempurna, maka jarak yang ditempuh oleh balok tersebut setelah tumbukan adalah .....
    A. 4 mD. 8 m
    B. 5 mE. 10 m
    C. 6 m

    Pembahasan :
    Dik : vb = 0, mb = 2 kg, μ = 0,3; m = 6 kg, v = 4 m/s.

    Jika dua buah benda bertumbukan lenting sempurna maka berlaku :
    1. Hukum kekekalan momentum
    2. Hukum kekekalan energi kinetik
    3. Koefisien restitusi e = 1

    Berdasarkan hukum kekekalan momentum :
    ⇒ Pb + P = Pb' + P'
    ⇒ mb.vb + m.v = mb.vb' + m.v'
    ⇒ 0 + m.v = mb.vb' + m.v'
    ⇒ 6(4) = 2vb' + 6v'
    ⇒ 2vb' + 6v'= 24
    ⇒ vb' + 3v'= 12 ....... (1)

    Berdasarkan koefisien restitusi :
    ⇒ e = -(v' − vb')
    v − vb
    ⇒ 1 = -(v' − vb')
    4 − 0
    ⇒ 4 = -v' + vb'
    ⇒ v' = vb' − 4 ....... (2)

    Substitusi persamaan (2) ke persamaan (1) :
    ⇒  vb' + 3v'= 12
    ⇒ vb' + 3(vb' − 4) = 12
    ⇒ vb' + 3vb' − 12 =12
    ⇒ 4vb' = 24
    ⇒ vb' = 6 m/s

    Selanjutnya, berdasarkan konsep usaha :
    ⇒ W = Δ Ek
    ⇒ Fgesek.s = Ek' − Eko
    ⇒ N.μ.s = ½ mb.vb'2 − 0
    ⇒ 2(10)(0,3).s = ½ (2)(6)2 
    ⇒ 6s = 36
    ⇒ s = 6 m
    Jawaban : C

  5. Dua benda A dan B masing-masing 4 kg dan 2 kg bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing 2 m/s dan 8 m/s. Kedua benda bertumbukan dan saling menempel. Kecepatan kedua benda setelah tumbukan adalah .....
    A. 1,24 m/sD. 4,20 m/s
    B. 1,33 m/sE. 4,46 m/s
    C. 3,45 m/s

    Pembahasan :
    Dik : mA = 4 kg, mB = 2 kg, vA = 2 m/s, vB = -8 m/s.

    Berdasarkan hukum kekekalan momentum :
    ⇒ PA + PB = PA' + PB'
    ⇒ mA.vA + mB.vB = (mA + mB) v'
    ⇒ 4(2) + 2(-8) = (4 + 2) v'
    ⇒ 8 − 16 = 6v'
    ⇒ -8 = 6v'
    ⇒ v' = -1,33 m/s
    Tanda negatif menunjukkan bahwa kedua benda bergerak searah benda B.
    Jawaban : B



Edutafsi.com adalah blog bahan belajar sekolah yang ditujukan untuk membantu murid belajar. Dukung edutafsi untuk terus berkembang dengan like laman facebook edutafsi, follow IG Tafsi Junior, dan subscribe youtube Tafsi Video. Terimakasih telah berkunjung ke blog ini. Semoga bermanfaat.

Advertisements

0 comments :

Post a Comment