Soal & Jawaban Impuls - Momentum Fisika SMA Kelas 10

1. Sebuah mobil bermassa 400 kg melaju dengan kecepatan 30 m/s ke arah selatan. Momentum yang dimiliki mobil tersebut adalah . . . kg.m/s

A. 1,2

B. 12

C. 120

D. 1200

E. 12000

Diketahui :

m = 400 kg

v = 30 m/s

Ditanya : momentum p

p = m.v = 400.30 = 12000 kg.m/s

E. 12000

2. Perhatikan gambar berikut!

Benda yang memiliki momentum paling besar adalah . . .

A. Benda A

B. Benda B

C. Benda C

D. Benda D

E. Benda E

Gambar A, p = m.v = 20.1 = 20 g.m/s

Gambar B, p = m.v = 20.2 = 40 g.m/s

Gambar C, p = m.v = 10.2 = 20 g.m/s

Gambar D, p = m.v = 10.1 = 10 g.m/s

Gambar E, p = m.v = 200.0,1 = 20 g.m/s

B. Benda B

3. Benda A bermassa m bergerak dengan kecepatan v dan memiliki momentum p. Benda B bermassa 4m bergerak dengan kecepatan 0,5v. Momentum benda B adalah . . .

A. 0,2p

B. p

C. 2p

D. 4p

E. 8p

Momentum benda A,

pA = mv

Momentum benda B,

pB = 4m.0,5v

pB = 2mv

pB = 2 pA

pB = 2p

C. 2p

4. Dua benda memiliki momentum yang sama besar. Benda C bermassa m bergerak dengan kelajuan 2v. Jika benda B bermassa 4m, maka kelajuan benda B adalah . . .

A. 0,25v

B. 0,5v

C. v

D. 2v

E. 4v

pC = pB

m.2v = 4m.v₂

v₂ = 2v/ 4

v₂ = 0,5 v

B. 0,5v

5. Balok bermassa 100 g bergerak ke kanan dengan kecepatan 2 m/s. Jika kecepatannya diubah menjadi 4 m/s dan arah tetap, maka perubahan momentum balok tersebut adalah . . .

A. 0,2 kg.m/s

B. 0,4 kg.m/s

C. 0,6 kg.m/s

D. 200 kg.m/s

E. 400 kg.m/s

Diketahui :

m = 100 g = 0,1 kg

vi = + 2 m/s

vf = + 4 m/s

Ditanya : perubahan momentum (Δp)

Δp = pf – pi

Δp = m((vf – vi))

Δp = 0,1((4 – 2))

Δp = 0,1((2)) = 0,2 kg.m/s

A. 0,2 kg.m/s

6. Mobil mainan memiliki massa 500 g. Ia bergerak ke Utara dengan kecepatan 3 m/s. Kemudian, ia berbelok ke Barat dengan kecepatan 4 m/s. Besar perubahan momentum dari mobil mainan adalah . . .

A. 1,5 kg.m/s

B. 2,0 kg.m/s

C. 2,5 kg.m/s

D. 3,0 kg.m/s

E. 4,0 kg.m/s

Diketahui : m = 500 g = 0,5 kg

vi = + 3 m/s ke utara

vf = + 4 m/s ke barat

Ditanya : perubahan momentum ((Δp))

pi = m . vi = 0,5 . 3 = 1,5 kg.m/s

pf = m . vf = 0,5 . 4 = 2,0 kg.m/s

Karena vektor membentuk sudut, kita perlu menggunakan persamaan pengurangan vektor

Δp = pf – pi

Δp = √pf² + pi² – 2pf.pi.cosθ

Δp = √1,5² + 2² – ((2 . 1,5 . 2 .cos90°))

Δp = √1,5² + 2² – 0)

Δp = √(2,25 + 4)

Δp = √(6,25)

Δp = 2,5 kg.m/s

C. 2,5 kg.m/s

7. Perhatikan gambar di bawah ini!

Partikel bermassa 0,1 g bergerak dengan kecepatan 20 m/s, kemudian menumbuk dinding secara lenting sempurna dan berbalik arah dengan kecepatan sama. Besar impuls partikel tersebut adalah . . .

A. 2 x 10-3 Ns

B. – 2 x 10-3 Ns

C. 4 x 10-3 Ns

D. – 4 x 10-3 Ns

E. 8 x 10-3 Ns

Diketahui : m₁ = m₂ = 0,1 g = 0,0001

v₁ = + 20 m/s

v₂ = – 20 m/s

Ditanya : impuls ==> I = Δp

I = Δp

I = p₂ – p₁

I = m((v₂ – v₁))

I = 0,0001 ((–20 –20))

I = 0,0001 . –40

I = –0,004 Ns = –4 x 10⁻³ Ns

C. 2,5 kg.m/s

8. Bola baseball bermassa 50 g melayang di udara dengan kecepatan 5 m/s. Kemudian, ia dipukul hingga berbalik arah dengan kecepatan 10 m/s Jika selang waktu sentuh antara alat pemukul dan bola adalah 0,01 s, maka gaya yang telah diberikan pemain baseball adalah . . .

A. 45 N

B. 55 N

C. 65 N

D. 75 N

E. 85 N

Diketahui :

m = 50 g = 0,05 kg

vi = + 5 m/s

vf = – 10 m/s

t = 0,01 s

Ditanya : gaya ((F))

Δp = pf – pi

I = m . ((vf – vi))

F.t = m . ((vf – vi))

F = (m . (vf – vi))/ t

F = 0,05 . 5 – –10/ 0,01

F = 0,05 . 15/ 0,01

F = 75 N

C. 2,5 kg.m/s

9. Benda A dan B memiliki energi kinetik yang sama besar. Momentum kedua benda tersebut adalah . . .

A. Momentum benda A sama dengan momentum benda B

B. Momentum benda A kurang dari momentum benda B

C. Momentum benda A lebih dari momentum benda B

D. Momentum benda A dan benda B tidak dapat ditentukan karena tidak ada informasi massa benda

E. Momentum benda A dan benda B tidak dapat ditentukan karena tidak ada informasi kecepatan benda

Penjabaran dijelaskan pada pembahasan nomor 10. Energi kinetik akan sama besar, maka momentum keduanya akan berbeda. Momentum lebih besar akan dimiliki benda yang bermassa lebih besar dan momentum lebih kecil akan dimiliki benda yang bermassa lebih kecil.

D. Momentum benda A dan benda B tidak dapat ditentukan karena tidak ada informasi massa benda

10. Dua benda dalam keadaan diam. Benda 1 memiliki massa lebih besar dibanding massa 2. Kemudian, gaya sebesar F yang sama diberikan pada benda 1 dan 2, sehingga benda bergerak dipercepat hingga menempuh jarak L walau percepatan keduanya berbeda. Pernyataan berikut yang benar adalah . . .

A. p₁ > p₂

B. p₁ = p₂

C. p₁ < p₂

D. K₁ > K₂

E. K₁ < K₂

Diketahui : m₁ > m₂

F₁ = F₂ = F

Δx = L₁ = L₂ = L

vi = 0 ==> kecepatan awal

Misal, m₁ = 2m dan m₂ = 1m

Ditanya : momentum ==> p dan energi kinetik ==> K



Percepatan benda 1

F₁ = F₂

m₁.a₁ = m₂.a₂

a₁ = m₂.a₂/ m₁

a₁ = m.a₂/ 2m

a₁ = 1/2a₂



*Kecepatan akhir benda 1 ==> vf₁

vf₁² = vi² + 2a.Δx

vf₁² = 0 + 2a1.L

vf₁² = 0 + 2(1/2)a₂.L

vf₁² = a₂.L

vf₁ = √a₂.L



Kecepatan akhir benda 2 vf₂

vf2² = vi² + 2a.Δx

vf2² = 0 + 2a₂.L

vf2² = 2a₂.L

vf₂ = √2a₂.L



Momentum benda 1 ==> p1

p₁ = m₁.v₁

p₁ = m₁.vf₁

p₁ = 2m√a₂.L

p₁ = m √4a₂.L



Momentum benda 2 ==> p₂

p₂ = m₂.v₂

p₂ = m₂.vf₂

p₂ = m√(2a₂.L)

Jadi, momentum p1 > p2



Energi kinetik benda 1 (Ek1 = K1)

Ek1 = (1/2)m₁.v₁²

Ek1 = (1/2)m₁.vf₁²

Ek1 = (1/2)2m(√(a₂.L))² Ek1 = m.a₂.L



Energi kinetik benda 2 ==> Ek₂ = K₂

Ek2 = (1/2)m2.v₂²

Ek2 = (1/2)m2.vf₂²

Ek2 = (1/2)m(√(2a₂.L))²

Ek2 = (1/2)m.2a₂.L

Ek2 = m.a₂.L

Jadi, energi kinetik K₁ = K₂

A. p₁ > p₂

11. Gerobak plastik bermassa 1 kg dan gerobak besi bermassa 10 kg berada pada bidang datar tanpa gesekan. Gaya sama besar diberikan pada kedua benda, sehingga keduanya bergerak dari posisi diam. Setelah satu detik, momentum kedua benda adalah . . .

A. momentum gerobak plastik lebih besar dari momentum gerobak besi

B. momentum gerobak plastik lebih kecil dari momentum gerobak besi

C. momentum gerobak plastik sama dengan momentum gerobak besi

D. tidak dapat dijawab karena tidak ada informasi besar gaya

E. tidak dapat dijawab karena tidak ada informasi Besar kecepatan

Diketahui :

m1 = 1 kg

m2 = 10 kg

F1 = F2 = F

t1 = t2 = 1 s

vi = 0 ==> kecepatan awal

Ditanya : momentum ((p)) dan energi kinetik ((K))

Percepatan benda 1

F1 = F2

m1.a1 = m2.a2

a1 = m2.a2/ m1

a1 = 10.a2/ 1

a1 = 10a2



Kecepatan akhir benda 1 ==> vf1

vf1 = vi + a1.t

vf1 = 0 + 10a2.1

vf1 = 10a2



Kecepatan akhir benda 2 ==> vf2

vf2 = vi + a2.t

vf2 = 0 + a2.1

vf2 = a2



Momentum benda 1 ((p1))

p1 = m1.v1

p1 = m1.vf1

p1 = 1 . 10a2

p1 = 10.a2



Momentum benda 2 ==> p2

p2 = m2.v2

p2 = m2.vf2

p2 = 10.a2

Jadi, momentum p1 = p2



Energi kinetik benda 1 ==> Ek1 = K1

Ek1 = 1/2 . m1.v1²

Ek1 = 1/2 .m1.vf1²

Ek1 = 1/2 . 1 . 10a2 ²

Ek1 = 50.a2²



Energi kinetik benda 2 ==> Ek2 = K2

Ek2 = 1/2 . m2.v2²

Ek2 = 1/2 . m2.vf2²

Ek2 = 1/2 . 10 . a2²

Ek2 = 5 . a2²

Jadi, energi kinetik K1 = K2

C. momentum gerobak plastik sama dengan momentum gerobak besi

12. Peluru bermassa 10 g ditembakkan dari senapan bermassa 2 kg dengan kecepatan 100 m/s. Besar kecepatan model senapan setelah menembak adalah . . .

A. – 0,5 m/s

B. 0,5 m/s

C. 0,2 m/s

D. – 0,2 m/s

E. – 0,1 m/s

p1i + p2i = p1f + p2f

0 + 0 = m1 . v1f + m2.v2f

0 + 0 = 2 . v1f + 0,01 . 100

0 + 0 = 2.v1f + 1

2 . v1f = – 1

v1f = – 0,5 m/s

A. – 0,5 m/s

13. Berikut ini pernyataan yang benar terkait tumbukan lenting sempurna adalah . . .

A. Koefisien restitusinya nol

B. Energi kinetik sistem tetap atau tidak diubah ke bentuk lain

C. Kecepatan benda tetap

D. Benda akan bersatu setelah tumbukan

E. Energi mekanik benda berubah menjadi energi bunyi

Lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum, hukum kekekalan energi umum, dan hukum kekekalan energi kinetik.

B. Energi kinetik sistem tetap atau tidak diubah ke bentuk lain

14. Pada tumbukan tidak lenting antara dua benda, kondisi yang harus dipenuhi agar energi kinetik benda nol adalah . . .

A. Kedua benda harus memiliki momentum sama, namun arahnya berlawanan

B. Kedua benda harus memiliki massa yang sama

C. Kedua benda harus memiliki kecepatan awal yang sama, namun arahnya berlawanan

D Kedua benda harus memiliki energi kinetik awal yang sama

E. Tidak ada jawaban yang benar

Tumbukan tidak lenting pasti menghasilkan kecepatan yang searah. Saat masing-masing benda memiliki momentum dan arah kecepatannya searah, momentum akhir tidak akan nol karena positif dan positif tidak akan nol.

E. Tidak ada jawaban yang benar

Soal Essay

1. Sebuah truk seberat 3000 kg melaju konstan pada kecepatan 40ms−1. Berapakah gaya yang diperlukan jika kita ingin menghentikannya dalam waktu 15 detik?

Sehingga gaya yang dibutuhkan untuk menghentikan truk ialah sebesar 8000 Newton yang arah gaya tersebut berlawanan dengan arah gerak benda dapat ditunjukkan dengan tanda negatif.

Share :