Soal Impuls dan Pembahasan

1. Benda bermassa 0,5 kg jatuh bebas dari ketinggian 80 m. Besar impuls yang bekerja pada benda jika benda memantul dengan kecepatan 10 m/s adalah. . .

Pembahasan :

Massa, m = 0,5 kg

Ketinggian, h = 80 m

Kecepatan memantul, v₂ = -10 m/s

Kecepatan awal
v₁ = √2gh = √2.10.80 = √1600 = 40 m/s

Maka, besar impulsnya adalah

I = m(Δv)

I = m(v₂ - v₁)

I = 0,5 (-10 - 40)

I = 0,5 ( -50 )

I = - 25 Ns

2. Jennifer, yang memiliki massa 60,0 kg, sedang mengendarai mobil sport merahnya dengan kecepatan 45,0 m/s ketika dia harus menginjak rem secara tiba-tiba untuk menghindari menabrak rusa yang sedang menyeberang jalan. Dia memukul kantong udara, yang membuat tubuhnya berhenti dalam 0,500 s. Berapa gaya rata-rata yang diberikan sabuk pengaman padanya?

Pembahasan:

Massa, m = 60 kg

Kecepatan, v = 45 m/s

Waktu, t = 0,5 s

Gaya rata-rata, F = ?

Untuk menyelesaikan soal ini gunakan persamaan

Impuls = Perubahan Momentum

I = Δp

F x t = m x Δv

F (0,5) = 60 (45)

F = 5400 N

 

3. Bola tenis dengan massa 0,060 kg dan laju 25 m/s mengenai dinding dan terpantul dengan laju yang sama dan membentuk sudut 45°. Berapa impuls yang diberikan pada dinding?

Pembahasan:

Massa bola, m = 0,06 kg

Laju, v = 25 m/s

Terpantul v' = -25 m/s

Sudut datang, α = 45°

Sudut pantul, β = 45°

Impuls bisa dicari dg rumus

I = m (v' cos β - v cos α)

I = 0,06 (-25 cos 45° - 25 cos 45°)

I = - 2,12 kg m/s

Atau cara lain:

Impuls = perubahan momentum

I = ΔP

I = √P₁² + P₂² + (2 x P₁ x P₂ cos 90°)

dimana,

P = m x v 

P = (0,06)(25)

P = 1,5 kg m/s

Maka, besar impulsnya adalah

I = √1,5² + 1,5² + (2 x 1,5 x 1,5 x cos 90°)

I = 2,12 kg m/s

4. Perhatikan gambar berikut.

Benda bermassa 3 kg bergerak sesuai dengan grafik F-t di atas. Jika benda semula diam, besar kecepatan akhir benda tersebut adalah...

Pembahasan:

Massa, m = 3 kg

Semula diam, v = 0

Kecepatan akhir, v' = ?

 

Impuls yang bekerja pada benda terhadap grafik F—t dapat diperoleh

I = luas daerah grafik
I = luas trapesium
I = ½ (6 + 3) 4
I = 18 Ns

Kecepatan akhir
I = ∆p
I = m (v' - v)
18 = 3 (v' - 0)
18 = 3 v'
v' = 6 m/s 

 

Jadi, besar kecepatan akhir benda tersebut adalah 6 m/s

Share :