Soal Dan Balasan Pergeseran Saat-Saat Linear

  1. Sebuah ben­da berg­er­ak lurus den­gan kecepatan 10 m/s dan diper­cepat 2 m/s2. Jika mas­sa ben­da terse­but yakni 40 kg , per­gant­ian saat-saat ben­da sehabis berg­er­ak sela­ma 5 detik yakni .…. kg m/s.
    A. 200 D. 800
    B. 400 E. 1000
    C. 600

    Pem­ba­hasan :
    Dik : v = 10 m/s , a = 2 m/s2 , m = 40 kg , t = 5 s.

    Ingat kem­bali rumus per­gant­ian momen­tum. Seder­hana saja , per­gant­ian dalam ilmu fisi­ka laz­im­nya dis­im­bolkan den­gan delta yang artinya selisih antara kon­disi sim­pu­lan den­gan kon­disi awal.

    Bacaan Lain­nya

    Peruba­han saat-saat artinya selisih antara saat-saat sim­pu­lan den­gan saat-saat awal. Secara matem­a­tis dit­ulis :
    ⇒ ΔP = P2 − P1
    ⇒ ΔP = m(v2 − v1)

    Den­gan :
    ΔP = per­gant­ian saat-saat (kg m/s)
    m = mas­sa ben­da (kg)
    P2 = saat-saat sim­pu­lan (kg m/s)
    P1 = saat-saat per­mu­laan (kg m/s)
    v2 = kecepatan sim­pu­lan ben­da (m/s)
    v1 = kecepatan per­mu­laan ben­da (m/s)

    Berdasas­rkan rumus di atas , maka kita mesti men­cari nilai kecepatan sim­pu­lan ben­da atau kecepatan ben­da sehabis 5 detik. Kita sang­gup meng­gu­nakan rumus GLBB untuk men­jum­lah kecepatan kare­nanya selaku berikut :
    ⇒ vt = vo + at
    ⇒ vt = 10 + 2(5)
    ⇒ vt = 20 m/s

    Selan­jut­nya kem­bali ke rumus per­gant­ian momen­tum.
    ⇒ ΔP = m(v2 − v1)
    ⇒ ΔP = 40(20 − 10)
    ⇒ ΔP = 40(10)
    ⇒ ΔP = 400 kg m/s

    Jawa­ban : B
  2. Sebuah truk yang mela­ju den­gan kecepatan 36 km/jam menabrak suatu pohon dan berhen­ti dalam wak­tu 0 ‚2 detik. Jika gaya rata-rata pada truk sela­ma berlang­sungnya uki­ran yakni 100.000 N , maka saat-saat per­mu­laan truk terse­but yakni .….
    A. 20.000 kg.m/s D. 5.000 kg.m/s
    B. 15.000 kg.m/s E. 2.000 kg.m/s
    C. 10.000 kg.m/s

    Pem­ba­hasan :
    Dik : v = 36 km/jam = 10 m/s , t = 0 ‚2 s , F = 100.000 N.

    Kare­na dike­nali gaya dan wak­tu yang sung­guh singkat , maka nis­caya soal men­garah pada relasi antara per­gant­ian saat-saat dan impuls gaya. Seper­ti yang kita tahu besar impuls akan sama den­gan besar per­gant­ian saat-saat truk. Kare­na gaya men­gak­i­batkan truk berhen­ti maka gaya berman­faat negatif.
    ⇒ ΔP = I
    ⇒ ΔP = F.Δt
    ⇒ P2 − P1  = ‑100.000 (0 ‚2)
    Kare­na truk berhen­ti sehabis uki­ran , maka saat-saat sim­pu­lan truk yakni nol.
    ⇒ 0 − P1  = ‑20.000
    ⇒ P1  = 20.000 kg.m/s

    Jawa­ban : A
  3. Per­hatikan gam­bar di bawah ini !
    perubahan momentum

    Sebuah atom gas bermas­sa m berg­er­ak den­gan kela­juan tetap v bertum­bukan den­gan dind­ing wadah. Besar per­gant­ian saat-saat atom gas terse­but yakni .….

    A. mv sin θ D. 2mv cos θ
    B. mv cos θ E. 2mv 
    C. 2mv sin θ
    Pem­ba­hasan :
    Dari gam­bar ter­li­hat bah­wa atom berg­er­ak den­gan sudut θ tehadap dind­ing. Untuk menyak­sikan arah ger­aknya maka mesti kita uraikan sesuai den­gan hukum vek­tor sehing­ga dite­mukan saat-saat dalam arah sum­bu x dan sum­bu y , kurang lebih menyeru­pai berikut :
    perubahan momentum

    Dari gam­bar di atas sang­gup dil­i­hat arah kecepatan pada sum­bu x dan sum­bu y , sehing­ga diper­oleh :
    ⇒ P1x = m.v sin θ
    ⇒ P2x = ‑m.v sin θ (berlawanan arah den­gan P1x)
    ⇒ P1y = m.v cos θ
    ⇒ P2y = m.v cos θ (sear­ah den­gan P1y)

    Selan­jut­nya , kita tetap­kan per­gant­ian momen­tum­nya.
    Pada sum­bu x :
    ⇒ ΔPx = P2x − P1x
    ⇒ ΔPx = ‑m.v sin θ − m.v sin θ
    ⇒ ΔPx = ‑2m.v sin θ
    tan­da minus meny­atakan arah kecepatan­nya bergan­ti sehabis tum­bukan.

    Pada sum­bu y :
    ⇒ ΔPy = P2y − P1y
    ⇒ ΔPy = m.v cos θ − m.v cos θ
    ⇒ ΔPy = 0

    Den­gan dalil phy­tago­ras , maka per­gant­ian saat-saat atom gas yakni :
    ⇒ (ΔP)2 = (ΔPx)2 + (ΔPy)2
    ⇒ (ΔP)2 = (ΔPx)2 + 0
    ⇒ ΔP = ΔPx
    ⇒ ΔP = 2mv sin θ

    Jawa­ban : C

  4. Jika ener­gi kinetik suatu ben­da dijadikan 4 kali ene­gi kinetik mulanya , maka per­gant­ian momen­tum­nya akan sama den­gan .….
    A. 2Po D. ¾Po
    B. Po E. ¼Po
    C. ½Po

    Pem­ba­hasan :
    Dik : Ek = 4 Eko

    Kita asum­sikan bah­wa kecepatan per­mu­laan ben­da yakni vo , dan saat-saat per­mu­laan ben­da yakni Po. Keti­ka ener­gi kinetik ben­da bergan­ti , maka kecepatan ben­da bergan­ti sehing­ga momen­tum­nya juga berubah.
    ⇒ Ek = 4 Eko
    ⇒ ½ m.v2 = 4. ½ m.vo2
    ⇒ v2 = 4.vo2
    ⇒ v = 2.vo

    Maka per­gant­ian momen­tum­nya yakni :
    ⇒ ΔP = m(v − vo)
    ⇒ ΔP = m(2vo − vo)
    ⇒ ΔP = m.vo
    ⇒ ΔP = Po

    Jawa­ban : B

  5. Sebuah ben­da berg­er­ak den­gan per­cepatan 2 m/s2. Sete­lah 3 detik ener­gi kinetik ben­da men­ja­di 16 kali ener­gi kinetik awal­nya. Jika mas­sa ben­da 8 kg , maka per­gant­ian saat-saat ben­da yakni .….
    A. 48 kg m/s D. 36 kg m/s
    B. 42 kg m/s E. 32 kg m/s
    C. 40 kg m/s

    Pem­ba­hasan :
    Dike­tahui : m = 8kg , a = 2 m/s2 , t = 3s , Ek = 16 Eko.

    Berdasarkan relasi ener­gi kinetik :
    ⇒ Ek = 16 Eko
    ⇒ ½ m.v2 = 16. ½ m.vo2
    ⇒ v2 = 16.vo2
    ⇒ v = 4.vo

    Berdasarkan rumus GLBB :
    ⇒ v = vo + at
    ⇒ 4.vo = vo + 2(3)
    ⇒ 3vo = 6

    ⇒ vo = 2 m/s
    Den­gan begi­tu v = 4(2) = 8 m/s

    Selan­jut­nya kita tetap­kan per­gant­ian saat-saat :
    ⇒ ΔP = m(v − vo)
    ⇒ ΔP = 8 (8− 2)
    ⇒ ΔP = 8(6)
    ⇒ ΔP = 48 kg m/s.

    Jawa­ban : A

Share ke Face­book »Share ke Twit­ter »
Cafeberita.com yakni blog ihw­al materi bela­jar. Gunakan Kolom Search atau pen­car­i­an untuk men­da­p­atkan materi bergu­ru yang ingin dipela­jari.

Pos terkait