- Sebuah mobil bermassa 1.500 kg bergerak dengan kecepatan 36 km/jam. Berapakah momentum mobil tersebut?
Jawab
Diketahui:
m = 1.500 kg dan v = 36 km/jam.
m = 1.500 kg
v = 36 km/jam = 10 m/s
Momentum mobil: p = mv = (1.500 kg)(10 m/s) = 15.000 kgm/s
- Bola A dengan massa 200 gram digelindingkan ke kanan dengan kelajuan 10 m/s dan bola B dengan massa 400 gram digelindingkan ke kiri dengan kelajuan 5 m/s.Jika kedua bola tersebut bertumbukan, hitunglah momentumnya!
Penyelesaian:
Diketahui:
mA = 200 g = 0,2 kg mB = 400 g = 0,4 kg
vA = 10 m/s vB = 5 m/s
Ditanya: ptotal = ... ?
Jawab:
ptotal = mAvA + mBvB
= (0,2 x 10) + (0,4 x 5)
ptotal = 4 kg.m/s
- Mobil bermassa 2.000 kg yang berisi seorang penumpang bergerak dengankecepatan 72 km/jam.Jika massa pengendara 50 kg, berapakah momentum mobil tersebut?
Jawab.
Diketahui:
m mobil =2000kg, m pengendara =50kg, v mobil = 72km/jam =20 m/s.
Momentum mobil dengan seorang penumpang:
pmobil = (morang + mmobil)(vmobil)
= (50 kg + 2.000 kg)(20 m/s) = 41.000 kgm/s
- Sebuah bola golf bermassa 0,25 kg dipukul dengan stik hingga melesat dengan kelajuan 60 m/s. Jika selang waktu kontak antara stik dan bola 0,05 sekon,berapakah gaya rata-rata yang dikerjakan stik?
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 0,25 kg v2 = 60 m/s
v1 = 0 Δt = 0,05 s
Ditanya: F = ... ?
Jawab:
F. Δt = m(v2 – v1)
F (0,05) = 0,25 x (60 – 0)
F = 15/0.05= 300 N
- Sebuah peluru bermassa 15 gram ditembakkan dari senapan bermassa 1,6 kg dengan kelajuan 120 m/s. Hitunglah kecepatan mundur sesaat menembak!
Penyelesaian:
Diketahui:
mp = 15 g = 0,015 kg vp' = 120 m/s
vp = 0 ms = 1,6 kg
Ditanya: vs' = ... . ?
Jawab:
mp vp + ms vs = mp vp' + ms vs'
0 + 0 = (0,015 u 120) + 1(,6 u vs' )
-1,6 vs' = 1,8
vs' = -1,125 m/s.
- Sebuah benda yang massanya 0,5 kg berada dalam keadaan diam. Kemudian, benda tersebut dipukul dengan gaya sebesar F sehingga benda bergerak dengan kecepatan10 m/s. Jika pemukul menyentuh benda selama 0,01 sekon, tentukanlah:
a. perubahan momentum benda, dan
b. besarnya gaya F yang bekerja pada benda.
Jawab
Diketahui:
m = 0,5 kg, v = 10 m/s, dan Δt = 0,01 s.
a. Perubahan momentum ( Δp):
Δp = mv – mv0
= (0,5 kg)(10 m/s) – (0,5 kg)(0 m/s)
= 5 Ns
b. Besarnya gaya F:
F Δt = mv – mv0
F(0,01 s) = 5 Ns → F = 5 Ns/
0,01 s = 500 newton.
- Seorang penumpang naik perahu yang bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Massa perahu dan orang itu masing-masing 200 kg dan 50 kg. Pada suatu saat, orang tersebut meloncat dari perahu dengan kecepatan 8 m/s searah gerak perahu. Tentukanlah kecepatan perahu sesaat setelah orang tersebut meloncat.
Jawab
Diketahui: mp = 200 kg, mo
= 50 kg, dan vo = 8 m/s.
(mp + mo)v = mp.vp' + mo.vo'
(200 kg + 50 kg) (4 m/s) = (200 kg)vp' + (50 kg)(8 m/s)
1.000 kgm/s = (200 kg) vp' + 400 kgm/s
600 kgm/s = (200 kg) vp'
vp' = 3 m/.
- Seseorang yang massanya 45 kg membawa senapan bermassa 5 kg. Dalam senapan tersebut, terdapat sebutir peluru seberat 0,05 kg. Diketahui orang tersebut berdiri pada lantai yang licin. Pada saat peluru ditembakkan dengan kecepatan 100 m/s, orang tersebut terdorong ke belakang. Tentukanlah kecepatan orang tersebut pada saat peluru dilepaskan.
Jawab
Diketahui bahwa Hukum Kekekalan Momentum menyatakan energi mekanik sebelum
dan setelah tumbukan adalah sama, dengan mo= massa orang = 45 kg,
ms= massa senapan = 5 kg, dan
mp = massa peluru = 0,05 kg, dan
vp= 100 m/s.
(mo + ms + mp)v = (mo + ms)vo+ mpvp
0 = (45 kg + 5 kg)vo + (0,05 kg)(100 m/s)
(–50 kg)vo = 5 kgm/s
vo = −5kgm / s : 50m / s
= –0,1 m/s
Jadi, kecepatan orang tersebut pada saat peluru dilepaskan adalah 0,1 m/s.
- Dua benda dengan kecepatan 2 m/s dan 4 m/s bergerak searah. Massa benda masingmasing sebesar 2 kg dan 3 kg. Apabila terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali,tentukanlah kecepatan kedua benda tersebut setelah bertumbukan.
Jawab
Diketahui:
v1 = 2 m/s, v2= 4 m/s, m1= 2 kg, dan m2= 3 kg
m1 v1+ m2 v2 = (m1+ m2)v'
(2 kg)(2 m/s) + (3 kg)(4 m/s) = (2 kg + 3 kg)v'
16 kgm/s = (5 kg)v'
v' =16/5
= 3,2 m/s
Jadi kecepatan kedua benda setelah tumbukan adalah 3,2 m/s.
- Dua buah benda A dan B massanya masing-masing 5 kg dan 3 kg bergerak berlawanan arah pada bidang datar licin dengan kelajuan sama 2 m/s. Jika terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali, berapakah kecepatan kedua benda sesaat setelah tumbukan?
Penyelesaian:
Diketahui: mA = 5 kg vA = 2 m/s
mB = 3 kg vB = -2 m/s (arah berlawanan)
Ditanya: v1' = ... ?
Jawab:
mAvA + mBvB = (mA + mB)v'
(5 x 2) + (3x (-2)) = (5 + 3)v'
v' = 0,5 m/s.
- Sebuah benda menumbuk balok yang diam di atas lantai dengan kecepatan 20 m/s. Setelah tumbukan, balok terpental dengan kecepatan 15 m/s searah dengan kecepatan benda semula. Berapakah kecepatan benda setelah tumbukan, jika besar koefisien restitusi e = 0,4?
Penyelesaian:
Diketahui: v1 = 20 m/s (benda)
v2'= 15m/s
v2 = 0 (balok)
e = 0,4
Ditanya: v1
' = ... ?
Jawab:
e =-( v1' - v2 ' )/ v1-v2
0,4 = -(v1' -15) / 20-0
0,4 = -v1' +15/20
-v1' + 15 = 8
v1' = 7 m/s.
- Bola 150 gram bergerak ke kanan dengan kelajuan 20 m/s menumbuk bola lain bermassa 100 gram yang mula-mula diam. Jika tumbukannya lenting sempurna, berapakah kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan?
Penyelesaian:
Diketahui: m1 = 150 gram = 0,15 kg, v1 = 20 m/s, m2 = 100 gram = 0,1 kg, v2 = 0
e = 1 (lenting sempurna)
Ditanya: v1' = ... ? v2' = ... ?
e=-( v1' - v2 ' )/ v1-v2
1 = -(v1' -15) / 20-0
-(v1' – v2' ) = 20
-v1' + v2' = 20 ... (i)