Bank Soal Fisika SMA Konsep Impuls dan Momentum

Soal

Pilgan

Pembahasan

Batu raksasa bermassa 20 kg bergerak lurus dari keadaan diam ketika didorong oleh Toph dengan gaya mendatar F yang berubah terhadap waktu yaitu F = 2t²+ 10, dengan F dalam N dan t dalam s. Pernyataan berikut yang benar tentang gerak batu raksasa tersebut saat t = 5 s adalah ....

A

momentum batu 225 kg m/s

B

kecepatan batu 30 m/s

C

percepatan batu 2 m/s

D

perpindahan batu 35 m

E

energi kinetik batu 2.250 J

Pembahasan:

Diketahui:

Massa batu m = 20 kg

Gaya F = (2t² + 10) N

Kecepatan awal v₀= v₁= 0 m/s

Selang waktu $\Delta$ t = 5 s

Ditanya:

Pernyataan yang benar?

p? v_t? a? s? EK?

Dijawab:

Berdasarkan tipe soal, kita harus menganalisis masing-masing pilihan jawaban yang ada agar dapat mengetahui pernyataan mana yang benar.

1) Menentukan Gaya yang diberikan Toph saat t= 5 s

F = (2t² + 10) N

F = (2 (5)² + 10) N

F = (2 (25) + 10) N

F = (50 + 10) N

F = 60 N

2) Menentukan impuls yang terjadi

$I\ =\ F\Delta t$

I = (60 N)(5 s)

I = 300 Ns

3) Menentukan momentum batu

Untuk menentukan momentum batu berkaitan dengan impuls batu dengan Toph. Hal ini disebabkan kerena impul yang dikerjakan suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda, dimana dapat dinyatakan dalam persamaan yaitu:

I = $\Delta$ p = p₂ - p₁

Karena mula-mula batu berada dalam keadaan diam, maka momentum awal batu adalah nol diperoleh dari

p₁ = mv₁

p₁ = (20 kg)(0 m/s)

p₁ = 0 kg m/s

Sehingga,

I = $\Delta$ p

I = p₂ - p₁

I = p₂ - 0

I = p₂ = 300 kg m/s

Maka, momentum batu adalah 300 kg m/s

4) Menentukan kecepatan batu

Apabila telah diperoleh hasil dari momentum batu, maka dapat dihitung kecepatan batu saat t= 5 s yaitu:

p₂ = mv₂

300 = 20v₂

v₂ = $\frac{300}{20}$

v₂ = 15 m/s

Maka, kecepatan batu adalah 15 m/s

5) Menetukan Percepatan Batu

Peristiwa ini merupakan salah satu aplikasi dari Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Dalam konsep GLBB terdapat persamaan yaitu:

v_t = v₀ + at atau a = $\frac{vt-v0}{t}$

sehingga

a = $\frac{vt-v0}{t}$

a = $\frac{15-0}{5}$

a = 3 m/s²

Maka, percepatan batu adalah 3 m/s²

6) Menentukan perpindahan batu

Selama bergerak hingga t = 5 s, batu pasti mengalami perpindahan dimana berdasarkan konsep GLBB dapat dinyatakan dalam persamaan

s = v₀t + $\frac{1}{2}$ at²

sehingga

s = v₀t + $\frac{1}{2}$ at²

s = 0 + $\frac{1}{2}$ (3)(5)²

s = $\frac{1}{2}$ (3)(25)

s = 37,5 m

Maka, perpindahan batu adalah 37,5 m

7) Menentukan energi kinetik batu

Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda ketika benda bergerak dengan kecepatan tertentu dan dinyatakan dalam persamaan:

EK = $\frac{1}{2}$ mv²

Karena telah diperoleh kecepatan batu, maka:

EK = $\frac{1}{2}$ mv²

EK = $\frac{1}{2}$ (20)(15)²

EK = (10)(225)

EK = 2.250 J

Maka, energi kinetik batu saat t = 5 s adalah 2.250 J

Jadi, berdasarkan hasil analisis jawaban, pernyataan yang benar yaitu energi kinetik batu 2.250 J.

Video

20 November 2021

Konsep Impuls dan Momentum | Fisika | Kelas X

✔ Ingin tanya tutor?

✔ Cek sampel tanya jawab

Rangkuman

Selengkapnya

Lihat Semua Rangkuman dan Materi

Siswa

Ingin latihan soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Guru

Ingin akses bank soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Soal Populer Hari Ini

✔ Ingin soal latihan HOTS?

✔ Cek sampel soal HOTS?

Cek Contoh Kuis Online

Kejar Kuis

Cek Contoh Bank Soal

Kejar Soal