Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

HermanAnis.com – Teman-teman semua, pada kesempatan ini kita akan membahas tentang contoh soal hukum kekekalan momentum.

Catatan buat pembaca:
Pada setiap tulisan dalam www.hermananis.com, semua tulisan yang berawalan “di” sengaja dipisahkan dengan kata dasarnya satu spasi, hal ini sebagai penciri dari website ini.

Sebelum kita membahas contoh soal momentum ini kita bahas dulu rumus-rumus yang akan di gunakan dalam menyelesaikan soal-soal momentum.

Baca Juga: Contoh Soal Rangkaian Campuran

A. Rumus-rumus pada hukum kekekalam momentum

Berikut ini beberapa konsep dan Rumus pada hukum kekekalan momentum,

  • Momentum linier p merupakan ukuran kecenderungan benda yang bergerak untuk melanjutkan gerakannya pada kelajuan konstan, yang besarnya adalah hasil kali massa m dengan kecepatan v.
Rumus momentum linier
  • Karena momentum besaran vektor, maka untuk operasinya harus menggunakan aturan vektor.
    • Jika terdapat dua momentum yang searah, maka resultan momentumnya di peroleh dengan cara menjumlahkan kedua momentum tersebut.
    • Jika terdapat dua momentum yang berlawanan arah, maka resultan momentumnya di peroleh dengan cara menghitung selisih kedua momentum tersebut.
    • Jika terdapat dua momentum yang membentuk sudut tegak lurus (90o), maka resultan momentumnya di peroleh dengan menggunakan rumus phytagoras.
    • Jika terdapat dua momentum yang membentuk sudut tetapi tidak tegak lurus, maka resultan momentumnya di peroleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum
  • Hukum Kekekalan Momentum
    “Jumlah momentum benda sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum setelah tumbukan”
Hukum Kekekalan Momentum
  • Tumbukan antara dua buah benda di katakan lenting sempurna apabila jumlah energi mekanik benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap. Pada tumbukan lenting sempurna berlaku:
    (1) Hukum Kekekalan Momentum → m1v1 + m2v2 =m1v1‘ +m2v2
    (2) Hukum kekekalan energi kinetik,
 Hukum kekekalan energi kinetik,

Baca Juga: Contoh Soal Lup

B. Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Pada bagian ini, kami akan menyajikan Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum dan pembahasannya.

1. Nomor 1. Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Sebuah benda dengan massa 1 kg bergerak ke arah sumbu x positif dengan kecepatan 2 m/s. Benda yang lain dengan massa 2 kg berge-rak dengan kecepatan 2 m/s berlawanan arah dengan benda pertama. Setelah bertumbukan, kedua benda tersebut bergerak bersama-sama. Tentukan kecepatan kedua benda dan kemana arahnya?

Pembahasan:
Di ketahui:

Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentumontoh Soal Momentum

Baca Juga : Contoh Soal Tegangan Tali 

2. Nomor 2.

Dua buah balok A dan B berturut-turut memiliki massa 0,5 kg dan 0,3 kg bergerak berhadapan satu dengan yang lain pada lintasan linier licin sempurna dengan va = 2 m/s dan vb = – 2 m/s. Sesudah tumbukan, balok B berjalan dengan kecepatan akhir +2 m/s.

  • (a) Berapakah kecepatan akhir balok A?
  • (b) Bagaimana perbandingan perubahan momentum dari kedua balok?

Pembahasan:

  • (a) Dari kekekalan momentum:
  • Diperoleh va’ = – 0,4 m/s.
  • (b) Perubahan momentum balok A dan B:
    • Perubahan momentum balok A adalah:
      mava’ – mava= (0,5 kg) (-0,4) – (0,5 kg) (2 m/s) = – 1,2 kg.m/s
    • Perubahan momentum balok B adalah:
      mbvb’-mbvb= (0,3 kg) (2 m/s) – (0,3 kg) (-2 m/s) =+ 1,2 kg.m/s

3. Nomor 3. Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Dua buah balok A dan B berturut-turut memiliki massa 0,5 kg dan 0,3 kg bergerak berhadapan satu dengan yang lain pada lintasan linier licin sempurna dengan va : 2 m/s dan vb = – 2 m/s. Jika sesudah tumbukan kedua balok menyatu dan bergerak bersama-sama, tentukan kecepatan akhir dan bandingkan energi kinetik awal dan akhir!

Pembahasan:

Dari kekekalan momentum,

Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Karena hasilnya positif, maka kedua balok menyatu dan sama-sama bergerak ke kanan.

Energi kinetik sebelum tumbukan,
K= ½ mava2+½ mbvb2 = ½ (0,5 kg) (2 m/s)2+ ½ (0,3 kg) (-2 m/s)2= 1,6 J

Energi kinetic sesudah tumbukan,
K’= ½ (ma+mb)v’2= ½ (0,5 kg + 0,3 kg) (0,5 m/s)2= 0,1 J
Tampak nilai K > K’, artinya setelah tumbukan tidak semua enrgi kinetik diubah menjadi energi kinetik, melainkan sebagian berubah menjadi energi lain.

Baca Juga: Contoh Soal Pesawat Sederhana

4. Nomor 4.

Sebuah meriam yang massanya 950 kg menembakkan peluru yang massanya 50 kg. Jika saat di ledakkan meriam terdorong ke belakang dengan kecepatan 20 m/s. tentukan kecepatan keluarnya peluru dari moncong meriam!

Pembahasan:
Di ketahui:
Mm = 950 kg ; mp = 50 kg; v = 0 m/s; vm’ = -20 m/s
Di tanyakan : vp’ … ?

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum, akan di peroleh:

Jadi, kecepatan keluarnya peluru dari moncong meriam adalah 380 m/s.

5. Nomor 5. Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Benda A dan Benda B masing-masing 2 kg dan 3 kg, berada pada lantai yang licin. Benda B diam lalu di tumbuk benda A dengan kecepatan 5 m/s secara lenting sempurna. Berapakah kecepatan Benda A dan Benda B setelah tumbukan!

Pembahasan:

Di ketahui:

  • mA = 2 kg ; mB = 3 kg ; VA = 5 m/s ; VB = 0 m/s (diam)
  • Tumbukan lenting sempurna e = 1

Di tanyakan: VA‘ dan VB‘ (jika tumbukannya lenting sempurna).

Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Jadi, kecepatan Benda A dan Benda B masing-masing setelah tumbukan adalah -1m/s dan 4 m/s.

6. Nomor 6.

Senapan bermassa 2 kg menumbuk peluru bermassa 0,01 kg. Bila kecepatan peluru yang di tembakkan 300 m/s. Hitunglah kecepatan senapan terdorong ke belakang!

Pembahasan:

Di ketahui,

Di tanyakan: Vs‘ = ….?

7. Nomor 7. Contoh Soal Momentum Dua Dimensi

Seorang penembak memegangi sebuah senapan dengan massa 3 kg ecara tidak erat agar sentakan baliknya tidak menyakitkan ketika di tembakkan. Jika peluru yang di tembakkan bermassa 5 g dan bergerak secara horizontal dengan kecepatan 300 m/s,

  • (a) berapa kecepatan pegas pada senapan?
  • (b) berapakah momentum dan energi kinetik akhir dari peluru?,
  • (c) juga momentum dan energi kinetik akhir senapan?

Pembahasan:

Di ketahui:

  • ms = 3 kg
  • mp= 5 gram = 5 x 10-3 kg
  • vp’=300 m/s

Di tanyakan: vs’, p dan Kakhir

  • (a) Kedua benda; senapan dan peluru awalnya pada kondisi diam, sehingga vp dan vs = 0, maka:
    mpvp+msvs= mpvp’+msvs
    0 = mpvp’+msvs
    vs’= – (mp /ms )vp’= – (0,005 kg/3 kg) (300 m/s)= – 0,5 m/s
  • (b) Momentum dan Energi kinetik akhir peluru
    • Momentum, Pp’= mpvp’=(0,005 kg) (300 m/s)= 1,5 kg.m/s
    • Energi kinetik, Kp’= ½ mpvp2= ½ (0,005 kg) (300 m/s)2=225 J
  • (c) Momentum dan Energi kinetik akhir senapan
    • Momentum, Ps’= msvs’=(3 kg) (-0,5 m/s)= – 1,5 kg.m/s
    • Energi kinetik, Ks’= ½ msvs2= ½ (3 kg) (-0,5 m/s)2= 0,375 J

8. Nomor 8.

Perhatikan Gambar di bawah ini. Peluru 15 g ditembakan dalam arah mendatar ke dalam balok kayu 3 kg yang di gantungkan pada tali yang panjang. Peluru menancap pada kayu itu. Tentukan kecepatan peluru jika tumbukan tersebut menyebabkan balok itu bergerak sampai 10 cm di atas kedudukan semula.

Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Pembahasan:

Di ketahui:

  • mp = 15 gram = 0,015 kg,
  • mb = 3 kg,
  • h = 10 cm = 0,1 m

Di tanyakan, vp=…..?

Dari kekekalan momentum:

(0,015 kg) vp + 0 = (3,015 kg) vgab

Dari kekekalan energi:

K tepat sesudah tumbukan = U pada saat balok setinggi 0,1 m

½ (3,015 kg) (vgab)2 =(3,015 kg) (9,8 m/s2) (0,1 m)
vgab= 1,40 m/s

Kini nilai vgab di masukan ke persamaan hukum kekekalan momentum, maka akan di peroleh nilai vp= 281 m/s

Baca Juga: Contoh Soal Hukum Archimedes

9. Nomor 9. Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Kedua bola pada Gambar di bawah ini bertumbukan menurut gambar. Berapakah kecepatan akhir bola 500 g jika sesudah tumbukan bola 800 g di ketahui kecepatannya 15 cm/s.

Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum

Pembahasan:

Di ketahui:

  • m1= 800 g,
  • v1= 30 cm/s,
  • m2= 500 g,
  • v2= – 50 cm/s,
  • v1’=15 cm/s.

Di tanyakan, v2’=?

Hukum kekekalan momentum pada arah sumbu x

(0,8) (0,3) + (0,5) (-0,5) = (0,8) [(0,15)cos 300] + (0,5) vx2

Maka,

vx2’ = – 0,228 m/s.

Hukum kekekalan momentum pada arah sumbu y

0= (0,8 kg) [(0,15 m/s) sin 300]+(0,5 kg) vy2

Maka,

vy2’= 0,12 m/s

Sehingga,

Demikian Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum beserta pembahasannya.
Semoga bermanfaat.

Tinggalkan Balasan

%d blogger menyukai ini: