Kumpulan Soal Serta Pembahasan Soal Ujian Nasional (Un) Fisika Sma Part 1 - Impuls Serta Momentum

gammafisblog.blogspot.com - kali ini saya bakal coba membahas mengenai "Impuls serta Momentum". Pada artikel kali kita bakal belajar mengenai konsep fisis mengenai Impuls serta Momentum, serta memahami besaran besaran fisis yang terkait dalam memecahkan Impuls serta Momentum.

Koleksi soal serta pembahasan Ujian Nasiolan (UN) Fisika SMA Part 1 - Impuls serta Momentum

Apa itu impuls serta apa itu momentum?

Bagi sahabat SMA tentu saja Telah mengenal kedua istilah diatas. Saat kita belajar momentum erat kaitanya dengan tumbukan antara dua atau lebih benda. Secara sederhana momentum ialah hasil perkalian atara besarnya massa suatu benda serta vektor kecepatan pergerakan benda tersebut di dalah sistem yang terisolasi. sedangkan impuls ialah perubahan momentum. Momentum disimbolkan dengan huruf "p". Momentum adalah besaran vektor artinya bahawa arah pergerakan benda mempengaruhi arah momentum dalam sistem terisolasi. Momentum juga erat kaitanya dengan Hukum II Newton, dimana bunyi hukum newton buat sistem dengan massa serta kecepatan yang enggak konstan ialah "Besaranya gaya total yang berkerja pada suatu benda itu berbanding lurus dengan laju perubahan momentum terhadap waktu.

Momentum Linear.

Banda pastinya mempunyai massa serta menempati ruang, saat benda tersebut bergerak denga kecapatan V maka bakal timbul momentum dimana besarnya momentum berbanding lurus dengan besarnya masa serta kecepatan.

Persamaan Momentum Linear:

p = M*v

Keterangan:

p ialah momentum linear (Kg m/s)

M ialah massa benda (Kg)

v ialah kecapatan benda (m/s)

Hukum Kekekalan Momentum.

Menyatakan " kalau dua benda atau lebih berinteraksi dalam sistem terisolasi maka momentum total sistem ialah sama". Artinya bahawa jumlah momentum awal sama dengan jumlah momentum akhir.

Persamaan Hukum Kekekalan Momentum:

Sigma pi = Sigma pf

p1i + p2i = p1f + p2f

Keterangan:

Sigma pi ialah Jumlah momentum awal (i, inersia) (Kg m/s)

Sigma pf ialah Jumlah momentum akhir (f, final) (Kg m/s)

Impuls.

Teorema Impuls-Momentum. Impuls dari gaya yang berkerja pada suatu benda sama dengan perumahan momentu yang dihasilkan. Jadi besarnya impuls persatuan waktu sebanding dengan total gaya yang berkerja pada benda.

Teorema Impuls-Momentum:

I = dp = F.net * dt

Keterangan:

I ialah impuls (Ns)

dp ialah perubahan Momentum (Kg m/s)

F.net ialah Gaya netto atau gaya total yang berkerja (N)

dt ialah selang waktu (s)

Tumbukan

"Konsep Hukum kekekalan momentum sangat penting dalam menjaskan serta menyelesaikan permasalaha dalam sistem yang terisolasi seperti pada tumbukan". dalam tumbukan ada 3 kemungkinan yang terjadi sebelum serta setelah terjadinya tumbukan, yaitu tumbukan lenting sempurna, lenting sebagian serta enggak lenting sama sekali.

Persamaan Hukum Kekekalan Momentum:

Sigma pi = Sigma pf

p1i + p2i = p1f + p2f

Untuk Tumbukan Lenting semprna  (e = 1)

Untuk Tumbukan Lenting sebagian (0 < e < 1)

Untuk Tumbukan Tidal Lenting    (e = 0)

Dari Gambar diatas dapat dilihat kalau buat kasus tumbukan 2 buah benda, maka kecepatan setelah tumbukan diperoleh

vf = C*(e+1) - e*vi

dimana C ialah Jumlah momentum awal dibagi dengan massa total serta e ialah koefesien restitusi(kaakteristik tumbukan).

C = [ Sigma pi ] / [ sigma M ]

Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar diatas.

Contoh Soal:

1. Benda bermassa 100 gram bergerak dengan laju 5 m/s. Untuk menghentikan laju benda tersebut, gaya penehan F berkerja selama 0.2 s. Besar gaya F adalah:...
A. 0.5 N
B. 1.0 N
C. 2.5 N
D. 10  N
E. 25  N

Jawaban : C

Solusi:

Diketahui:
M = 100 gram
v = 5 m/s
dt = 0.2 s
Ditanya: F = ...?
Jawab:
Gunakan Teorema Impuls-momentum
I = dp
F*dt = m * dv = m * [Vf - Vi]
F = ( m * [Vf - Vi] ) / dt ; Kecepatan akhir Vf = 0, maka
F = (0.1 Kg [0 - 5 m/s ]) / 0.2
F = -0.5/0.2
F = -2.5 N

Jadi, besarnya gaya penahan agar benda berhenti ialah 2.5 N

2. Sebuah bola tenis massa 100 gram dilempar ke tembok dengan keljuan 3 m/s. Setelah menumbuk tembok, bola tersebut memantul seperti tampak pada gambar. kalau kecepatan bola setelah tumbukan ialah 2 m/s, bola menerima impuls dari tembik sebesar ...?
A. -0.5 Ns
B. -0.8 Ns
C.  0.5 Ns
D.  0.6 Ns
E.  0.8 Ns

Jawaban : C

Solusi:

Diketahui:
M = 100 gram
Vi = 3 m/s
Vf = -2 m/s ( ingat momentum menggunakan vektor kecepatan artinya arah mempengaruhi perhitungan, negatif bearti bola berbalik kekiri)
Ditanya: Besarnya Impuls yang di terima bola=...?
Jawab:
Gunakan Teorema Impuls-momentum
I = dp
I = m * dv = m * [Vf - Vi]
I = 0.1 Kg [-2 m/s -3m/s]
I = -0.5 Ns

Jadi, besarnya impuls yang diterima bola ialah 0.5 Ns (tanda negativ berarti vektor impuls)

3. Bola A bergerak kekanan, kemudian bertumbukkan dengan bola B yang bergerak ke kiri dengan kecepatan 2 m/s. kecepatan kedua bola stelah tumbukkan sebesar 3 m/s ke kanan. kalau massa bola A 25 grm serta massa bola B 30 gram, kecepatan bola A sebelum tumbukkan adalah:...m/s
A. 3 m/s
B. 5 m/s
C. 6 m/s
D. 9 m/s
E. 18 m/s

Jawaban :

Solusi:
Diketahui:
Vbi = - 2 m/s (bergerak kekiri)
Vaf = Vaf = Vf = 3 m/s
Ma = 25 gram
Mb = 30 gram
Ditanya: Vai = ...?
Jawab:
Gunakan Hukum Kekekalan Momentum:
Sigma pi = Sigma pf
p1i + p2i = p1f + p2f
Ma*Vai + Mb*Vbi = Ma*Vaf + Mb*Vbf = (Ma + Mb)*Vbf
25*Vai + 30(-2) = (25 + 30)*3
25*Vai = 165 + 60 = 225
Vai = 225 / 25 = 9 m/s

Jadi, kecepatan bola A sebelum tumbukkan ialah 9 m/s ke kanan

4. Dua buah benda massanya masing-masing 10 Kg serta 6 Kg bergerak dalam bidang datar licin dengan kecapatan 4 m/s serta 8 m/s dalam arah yang berlawanan. kalau terjadi tumbukkan lenting sempurna, maka kecepatan masing masing benda setelah tumbukkan ialah ...?
A. 5 m/s serta 7 m/s searah gerak semula
B. 5 m/s serta 7 m/s berlawanan arah gerak semula
C. 6 m/s serta 10 m/s searah gerak semula
D. 6 m/s serta 10 m/s berlawanan gerak semula
E. 10 m/s serta 4 m/s berlawana arah gerak semula

Jawaban :

Solusi:
Diketahui:
M1 = 10 Kg
M2 = 6 Kg
V1i = 4 m/s ( kekanan)
V2i = -8 m/s  ( kekiri)
Ditanay: Kecepatan setelah tumbukkan :...?
Jawab:
Gunakan persamaan kecepatan setelah tumbukkan seperti yang telah dijelaskan diatas:
vf = C*(e+1) - e*vi,  danana , C = [ Sigma pi ] / [ sigma M ]

Mencari konstanata C
C = [ Sigma pi ] / [ sigma M ]
C =  [M1*V1i + M2*V2i] / [M1+M2] = [40 - 48] / 16 = -0.5

Untuk Kasus tumbukan lenting sempurna : e = 1, maka diperoleh:

vf = C*(e+1) - e*vi
Benda 1
v1f = C*(e+1) - e*v1i = -0.5(1+1) - 1*(4) = -1 -4 = -5 m/s berlawanan arah gerak semula

Benda 2
 v2f = C*(e+1) - e*v2i = -0.5(1+1) - 1*(-8) = -1 + 8 = 7 m/s berlawanan arah gerak semula

Jadi, Kecepatan setelah tumbukkan ialah 5 m/s serta 7 m/s berlawanan arah gerak semula

Itulah artikel mengenai "Kumpulan Soal serta Pembahasan Soal Ujian Nasional (UN) Fisika SMA Part 1 - Impuls serta Momentum".Semoga artikel ini bermanfaat bagi teman teman. kalau ada pertanyan atau masih kurang jelas terhadap apa yang telah saya jelaskan silahkan bertanya. Dan Jangan lupa di like serta di share artilel ini ke teman temannya. Bagi sahabat SMA semoga berhasil Ujiannya.

Terimakasih.

Bagikan Artikel ini