Contoh Soal Momentum Impuls dan Tumbukan

Contoh Soal 4.5

Sebuah peluru massanya 5 gram ditembakkan pada sebuah pohon besar dan tembus kedalamnya. Jika kecepatan peluru pada saat menembus pohon 25 m/s dan gaya gesekan peluru saat menembus pohon dianggap tetap yaitu 10 N, maka peluru akan menembus pohon sedalam...
Diketahui :
$m_{peluru}$ = 5 gram = $5 \times 10^{-3}$ kg
$v_{2}$ = 25 m/s
$v_{1}$ = 0 (karena posisi awal peluru diam)
$f_{gesek}$ = 10 N
 
Ditanya : s = ...?

Jawab :
$$\begin{aligned} f_{gesek} \times \Delta t &= m(v_2 - v_1) \nonumber\\ 10 \times \Delta t &= 5 \times 10^{-3}(25 - 0) \nonumber\\ 10 \times \Delta t &= 0,125  \nonumber\\ \Delta t  &= \frac{0,125}{10} \nonumber\\ &= 0,0125 \ s \nonumber \end{aligned}$$

Mencari percepatan peluru
$$\begin{aligned} a &= \frac{v_t - v_0}{\Delta t} \nonumber\\ &= \frac{25 - 0}{0,0125} \nonumber\\ &=\frac{25}{0,0125} m/s^2 \nonumber\\ \end{aligned}$$

Peluru menembus pohon sebesar
$$\begin{aligned} s &= v_0.t - \frac{1}{2}at^2 \nonumber\\ &= (25 . 0,0125) - \frac{1}{2}. \frac{25}{0,0125}. 0,0125 \ . \ 0,0125 \nonumber\\ &= 0,3125 - 0,15625 \nonumber\\ &= 0,15625 \ m \nonumber\\ &= 15,625 \ cm \nonumber\\ \end{aligned}$$

Contoh Soal 4.6

Balok A dan balok B masing-masing bermassa 1 kg dan 4 kg saling dihubungkan tali kendur. Balok B diam sedangkan balok A bergerak ke kiri dengan kecepatan $v_A$ = 5 m/s, maka besarnya kecepatan kedua balok setelah tali menegang adalah...

Diketahui :
$m_A$ = 1 kg
$m_B$ = 4 kg
$v_{0B}$ = 0 (diam)
$v_{0A}$ = 5 m/s

Ditanya :
$v'_{AB}$ = ...?

Jawab :
$$\begin{aligned} (m_A \times v_{0A}) + (m_B \times v_{0B}) &= (m_A + m_B) \times v'_{AB} \nonumber\\ (1 \times 5)+(4 \times 0) &= (1+4) \times v'_{AB} \nonumber\\ 5 &= 5v'_{AB} \nonumber\\ \frac{5}{5} &= v'_{AB} \nonumber\\ 1 \ m/s &= \nonumber\\ \end{aligned}$$

Contoh Soal 4.7

Seorang anak melompat dan melepaskan diri dari skate board dengan kecepatan 1 m/s. Bila massa anak 20 kg dan massa skate board 2 kg, kecepatan hentakan papan skate board adalah...

Diketahui :
$v_a$ = 0 (mula-mula diam sebelum melompat)

$v'_a$ = 1 m/s
$m_a$ = 20 kg
$m_s$ = 2 kg

Ditanya :
$v'_s$ = ...?

Jawab :
$$\begin{aligned} (m_a \times v_a) + (m_s \times v_s) &= (m_a \times v'_a) + (m_s \times v'_s) \nonumber\\ (20 \times 0)+(2 \times 0) &= (20 \times 1) + (2 \times v'_s) \nonumber\\ 0 &= 20 + 2v'_s \nonumber\\ 2v's &= -20 \nonumber\\ v's &= \frac{-20}{2} \nonumber\\ &= -10 \ m/s (negatif \ menyatakan \ arah \ ke \ kanan) \nonumber\\ \end{aligned}$$

Baca Juga Bab 4 Momentum Impuls dan Tumbukan

Soal Latihan 4.1, 4.2, 4.3, 4.4
Soal Latihan 4.5, 4.6, 4.7
Uji Prestasi Mandiri 4.1
Soal Latihan 4.8, 4.9
Soal Latihan 4.10, 4.11, 4.12
Uji Prestasi Mandiri 4.2