Impuls dan momentum SBMPTN, contoh soal dan pembahasan

Nomor 1
Bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan v1 = 4 m/s ke kiri. Setelah membentur tembok bola memantul dengan kecepatan v2 = 2 m/s ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan adalah...
Sebuah bola menumbuk tembok
A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns

Pembahasan:
Diketahui:
m = 20 g = 0,02 kg
v1 = – 4 m/s (ke kiri)
v2 = 2 m/s
Ditanya: I = ...
Jawab:
I = mv2 – mv1
I = 0,02 kg . 2 m/s – 0,02 kg (– 4 m/s)
I = 0,04 Ns + 0,08 Ns = 0,12 Ns
Jawaban: B

Nomor 2
Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian X seperti pada gambar berikut.
Sebuah bola menumbuk lantai
A. 60 cm
B. 70 cm
C. 100 cm
D. 125 cm
E. 150 cm


Menghitung ketinggian bola yang menumbuk lantai berdasarkan koefisien restitusi

Nomor 3
Bola bermassa 200 gram yang dilepaskan memantul pada lantai seperti terlihat pada gambar.
Sebuah bola yang menumbuk lantai
Jika tinggi pantulan ke dua ¼ h, maka tinggi pantulan pertama adalah...
A. 7 m
B. 6 m
C. 5 m
D. 4 m
E. 2 m

Pembahasan:
Untuk mengetahui nilai pantulan pertama h1, gunakan persamaan koefisien restitusi:
Menghitung ketinggian bola dengan koefisien restitusi

Nomor 4
Perhatikan gambar berikut!
contoh soal koefisien restitusi
Mula-mula bola dilepaskan dari posisi 1 dan setelah menyentuh lantai bola memantul. Jika g = 10 m/s2, maka tinggi h adalah...
A. 74 cm
B. 70 cm
C. 66 cm
D. 64 cm
E. 60 cm

Pembahasan:
Untuk mengetahui nilai pantulan pertama h1, gunakan persamaan koefisien restitusi:
Menghitung ketinggian menggunakan koefisien restitusi

Nomor 4
Dua benda saling bertumbukan lenting sempurna. Pada kejadian itu:
  1. Energi kinetik total tetap.
  2. Tidak timbul panas maupun suara.
  3. Setelah tumbukan kedua benda terpisah.
  4. Terjadi peristiwa aksi reaksi
Pernyataan yang benar adalah...
A. 1 dan 3
B. 1, 2, dan 3
C. 2 dan 4
D. 4 saja
E. 1, 2, 3, dan 4

Pembahasan
Pernyataan 1 benar karena pada tumbukan lenting sempurna, momentum dan energi kinetik tetap.
Pernyataan 2 benar karena pada tumbukan lenting sempurna tidak ada energi yang keluar.
Pernyataan 3 benar karena jika kedua benda terpisah berarti tumbukan tidak lenting sama sekali.
Pernyataan 4 benar karena ketika benda bertumbukan maka akan muncul gaya aksi-reaksi.
Jawaban: E

Nomor 5
Sebuah benda bemassa 2 kg yang sedang bergerak dengan laju tetap tiba-tiba menunbuk karung pasir sehingga gaya F sebagai fungsi waktu seperti terlihat pada grafik dibawah. Perubahan laju selama 4 detik pertama adalah...
Grafik gaya terhadap waktu
A. 11,6 m/s
B. 10,6 m/s
C. 9,6 m/s
D. 8,6 m/s
E. 7,6 m/s

Pembahasan
Persamaan F pada grafik tersebut adalah 4 - (4/40) t = 4 - 0,1 t
Pada t = 4 sekon, F = 4 - 0,1 (4) = 3,6 N.
Pada grafik F-t, impuls adalah luas dibawah grafik (bangun trapesium (garis warna merah)):
Grafik gaya terhadap waktu, impuls, momentum
I = (4 + 3,6 ) . 1/2 . 4 = 15,2 Ns
I = m (v2- v1) = m Δ
15,2 = 2 Δv
Δv = 7,6 m/s
Jawaban: E

Nomor 6
Grafik berikut menyatakan gaya yang bekerja pada benda bermassa 2 kg.pada selang waktu 4 sekon. Jika benda mula-mula diam, maka besarnya energi kinetik setelah 4 sekon adalah...
A. 50 J
B. 100 J
C. 200 J
D. 300 J
E. 400J

Pembahasan
Impuls adalah luas daerah dibawah grafik.
Menghitung impuls dari grafik F-t
I = 1/2 . alas . tinggi = 1/2 . 4 . 10 = 20 Ns
I = mv2 - mv1
20 = mv2 - 0
mv2 = 20 Ns
EK = 1/2 (mv2)2 / m = 1/2 (20)2 / 2 = 100 J
Jawaban: B


Nomor 7
Sebuah bola bermassa 0,3 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s menunbuk sebuah bola lain yang bermassa 0,2 kg mula-mula diam. Jika setelah tumbukan pertama diam maka kecepatan bola kedua adalah...
A. 6 m/s
B. 5 m/s
C. 4 m/s
D. 3 m/s
E. 2 m/s

Pembahasan
Hukum kekekalan momentum
m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'
0,3 (2) + 0,2 (0) = 0,3 (0) + 0,2 v2'
v2' = 3 m/s
Jawaban: D
Ditulis oleh: Admin Hallo Blog Updated at : 11:04:00