CONTOH SOAL IMPULS MENENTUKAN BESAR GAYA PENAHAN

Edutafsi.com - Contoh soal dan pembahasan tentang momentum dan impuls, menentukan besar gaya penahan. Contoh #4 : Sebuah benda yang bermassa 100 gram mula-mula bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Jika untuk menghentikan benda tersebut, sebuah gaya penahan F bekerja pada benda selama kurun waktu 0,2 sekon, maka besar gaya penahan tersebut adalah ....
A. F = 0,5 N
B. F = 1,0 N
C. F = 2,5 N
D. F = 10 N
E. F = 25 N

Pembahasan :
Dik : m = 100 g = 0,1 kg, vo = 5 m/s, vt = 0, t = 0,2
Dit : F = ....?

Untuk menyelesaikan soal ini, Sobat Tafsi harus memahami kembali konsep impuls dan momentum untuk melihat hubungan antara gaya dan kecepatan.

Momentum adalah besaran fisika yang menyatakan tingkat kesukaran suatu benda yang bergerak untuk dihentikan.

Semakin besar momentum benda makan semakin sulit benda tersebut dihentikan dan semakin besar pula efek yang ditimbulkannya.

Sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan 100 m/s lebih sulit dihentikan dibanding dengan mobil bermassa sama yang bergerak dengan kecepatan 50 m/s.

Secara matematis, momentum suatu benda sama dengan hasil kali massa dengan kecepatannya.

p = m . v

Keterangan :
p = momentum benda (kg m/s)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)

Momentum erat kaitannya dengan impuls. Impuls adalah besaran yang menyatakan besarnya gaya yang bekerja pada benda dalam waktu yang singkat atau sesaat.

Secara matematis, besar impuls sama dengan hasil kali gaya dengan selang waktu gaya tersebut bekerja.

I = F . Δt

Keterangan :
I = impuls (N.s atau kg m/s)
F = gaya yang bekerja pada benda (N)
Δt = selang waktu (s).

Momentum dan impulas merupakan besaran vektor yang setara. Keduanya memiliki satuan yang sama seperti pada rumus di atas.

Lalu bagaimana hubungan antara impuls dan momentum?

Ketika sebuah gaya bekerja pada suatu benda yang bergerak dalam waktu yang sesaat, ternyata besar impulsnya sama dengan perubahan momentum benda.

I = Δp = m (vt - vo)

Keterangan :
I = impuls (kg m/s)
Δp = perubahan momentum benda (kg m/s).
m = massa benda (kg)
vo = kecepatan mula-mula benda (m/s)
vt = kecepatan akhir benda (m/s).

Nah, berdasarkan ketiga rumus di atas, Sobat Tafsi dapat menyelesaikan soalnya. Pertama, kita tentukan perubahan momentum benda.

Perubahan momentum benda:
⇒ Δp = m (vt - vo)
⇒ Δp = 0,1 (0 - 5)
⇒ Δp = 0,1 (-5)
⇒ Δp = -0,5

Selanjutnya, kita hitung F berdasarkan hubungan impuls dan momentum:
⇒ I = Δp
⇒ F . Δt = Δp
⇒ F (0,2) = -0,5
⇒ 0,2F = -0,5
⇒ F = -0,5/0,2
⇒ F = -5/2
⇒ F = -2,5 N

Jadi, besar gaya penahan yang bekerja pada benda dan menghentikan benda tersebut adalah 2,5 N.

Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya yang bekerja berlawanan arah dengan arah gerak benda karena fungsinya menghambat gerak.

Cara ringkas:
Berdasarkan hubungan impuls dan momentum:
⇒ F . t = m (vt - vo)
⇒ F . 0,2 = 0,1 (0 - 5)
⇒ F = -0,5/0,2
⇒ F = -2,5 N

Jawaban : C

Demikian pembahasan contoh soal tentang impuls, yakni menentukan besar gaya penahan untuk menghentikan sebuah benda yang bergerak.

Contoh Momentum No 5

• Dua benda A dan B masing-masing bermassa 4 kg dan 5 kg bergerak berlawanan arah (benda A ke kanan dan benda B ke kiri) dan saling mendekati. Keduanya bertumbukan dan setelah tumbukan, keduanya berbalik arah dengan kecepatan A = 4 m/s dan kecepatan B = 2 m/s. Kecepatan benda B setelah tumbukan adalah .....
  
  
  Pembahasan >>

Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi membagikannya kepada teman-teman Kalian melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.

Share ke Facebook >>

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.