Momentum Impuls dan Tumbukan (Soal Latihan 4.10 - 4.12 Sagufindo Kinarya)

By Fisika PERDANA 21 Apr, 2021 Post a Comment

Soal Latihan 4.10

Sebuah peluru bermassa 15 gram ditembakkan ke dalam suatu ayunan yang bermassa 1,5 kg dan mengerem (peluru tertanam di dalam balok). Pada saat ayunan mencapai tinggi maksimum, kawat membentuk sudut

$60^o$ terhadap sumbu vertikal.Jika panjang kawat 2 m, maka kecepatan peluru adalah...
A.

$10,1 \sqrt{5}$ m/s
B.

$20,2 \sqrt{5}$ m/s
C.

$101 \sqrt{5}$ m/s
D.

$202 \sqrt{5}$ m/s
E.

$2020 \sqrt{5}$ m/s

Diketahui :

$m_p$ = 15 gram = 0,015 kg

$m_b$ = 1,5 kg

$\theta = 60^o$

$\ell_{tali}$ = 2 meter

Ditanya :

$v_p$ = ...?

Jawab :
Pada saat ayunan mencapai tinggi maksimum

$\begin{aligned} h &= \ell_{tali}-\ell_{tali} \ cos \ 60^o \\ &= 2 - (2 \ . \ \frac{1}{2}) \\ &= 2 - 1 \\ &= 1 \ meter \\ \end{aligned}$

Kecepatan saat ayunan mencapai tinggi maksimum

$\begin{aligned} v' &= \sqrt{2 \ . \ g \ . \ h} \\ &= \sqrt{2 \ . \ 10 \ . \ 1} \\ &= \sqrt{20} \\ &= 2\sqrt{5} \ m/s \\ \end{aligned}$

Kecepatan peluru mula-mula

$(v_p)$

$\begin{aligned} (m_p \times v_p) + (m_b \times v_b) &= (m_p+m_b) \times v' \\ (0,015 \times v_p) + (1,5 \times 0) &= (0,015+1,5) \times 2 \sqrt{5} \\ 0,015 \ v_p &= 3,03 \sqrt{5} \\ v_p &= \frac{3,03 \sqrt{5}}{0,015} \\ &= 202 \sqrt{5} \ m/s \\ \end{aligned}$

Jawaban : D.

$202 \sqrt{5}$ m/s

Soal Latihan 4.11

Peluru bermassa 10 gram dan kecepatan 1000 m/s mengenai dan menembus sebuah balok dengan massa 100 kg yang diam di atas bidang datar tanpa gesekan. Kecepatan peluru setelah menembus balok 100 m/s, kecepatan karena tertembus peluru adalah....

Diketahui :

$m_p$ = 10 gram = 0,01 kg

$v_p$ = 1000 m/s

$m_b$ = 100 kg

$v_b$ = 0 (diam)

$v'_p$ = 100 m/s

Ditanya :

$v'_b$ = ...?

Jawab :

$\begin{aligned} (m_p \times v_p) + (m_b \times v_b) &= (m_p \times v'_p) + (m_b \times v'_b) \\ (0,01 \times 1000) + (100 \times 0) &= (0,01 \times 100) + (100 \times v'_b) \\ 10 + 0 &= 1 + 100 \ v'_b \\ 10 - 1 &= 100 \ v'_b \\ \frac{9}{100} &= v'_b \\ 0,09 \ m/s &= \\ \end{aligned}$

Soal Latihan 4.12

Sebuah benda bermassa 4 kg dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari ketinggian 62,5 meter. Jika percepatan gravitasi bumi

$g = 9,8 \ m/s^2$ , ketika menumbuk permukaan tanah, momentum benda sama dengan...

Diketahui :

$m_b$ = 4 kg

$v_0$ = 0
h = 62,5 m

$g = 9,8 \ m/s^2$

Ditanya :
p = ...?

Jawab :

$\begin{aligned} v &= \sqrt{2 \ . \ g \ . \ h} \\ &= \sqrt{2 \ . \ 9,8 \ . \ 62,5} \\ &= \sqrt{1225} \\ &= 35 \ m/s \\ \\ \\ p &= m \times v \\ &= 4 \times 35 \\ &=140 \ kg \ m/s \\ \end{aligned}$