Home PEMBAHASAN UN FISIKA Pembahasan Soal Un Fisika Ihwal Impuls Gaya

Pembahasan Soal Un Fisika Ihwal Impuls Gaya

by CerdaskanKita

– Impuls Gaya. Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika wacana impuls gaya untuk tingkat menengah atas. Impuls gaya merupakan salah satu subtopik utama dalam penggalan impuls dan momentum. Selain diartikan sebagai hasil kali gaya dengan selang waktu, impuls juga sanggup diartikan sebagai perubahan memontum benda. Dari soal ujian nasional fisika tahun-tahun sebelumnya, biasanya ada setaknya satu soal wacana impuls gaya. Pada hari ini ini, edutafsi akan membagikan pembahasan sedikit soal ujian nasional fisika wacana impuls gaya sebagai citra untuk murid sekaligus sebagai materi latihan untuk memabntu murid mempersiapkan diri menghadapi ujian nasional.

Soal 1 : Menentukan Besar Gaya Penahan

Benda bermassa 100 gram bergerak dengan laju 5 m/s. Jika untuk menghentikan laju benda tersebut diperlukan sebuah gaya penahan F yang bekerja selama 0,2 sekon, maka besar gaya F tersebut sama dengan ….
A. 25 N
B. 10 N
C. 2,5 N
D. 1,0 N
E. 0,5 N

Pembahasan :
Dik : m = 100 g = 0,1 kg, vo = 5 m/s, vt = 0, Δt = 0,2 s
Dit : F = …. ?

Impuls (I) merupakan sebuah besaran yang menyatakan perubahan momentum suatu benda. Impuls juga biasanya didefenisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan selang waktu selama gaya bekerja. Secara matematis, relasi antara impuls, gaya dan selang waktu ditulis sebagai berikut:

I = F . Δt = Δp

Keterangan :
I = Impuls yang bekerja pada benda (N s)
F = gaya yang bekerja pada benda (N)
Δt = selang waktu gaya bekerja pada benda (s)
Δp = perubahan momentum benda (kg m/s).

Berdasarkan persamaan di atas, maka diperoleh :
⇒ F . Δt = Δp
⇒ F . Δt = m (vt – vo)
⇒ F (0,2) = 0,1 (0 – 5)
⇒ 0,2 F = 0,1(-5)
⇒ 0,2 F = -0,5
⇒ F = -0,5/0,2
⇒ F = -2,5 N

Baca Juga:   Pembahasan Soal Ujian Nasional Koordinat Titik Berat

Penyelesaian ringkas :
⇒ F = Δp/t
⇒ F = 0,1(-5)/0,2
⇒ F = -2,5 N

Jadi, besar gaya penahan tersebut merupakan 2,5 N. Tanda negatif di atas mengatakan arah gayanya berlawanan dengan arah gerak benda alasannya yaitu gaya penahan bekerja menahan gerak benda.

Jawaban : C

Soal 2 : Menentukan Besar Impuls yang Dihasilkan

Sebuah bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan 4 m/s ke kiri. Setelah membentur tembok, bola memantul dengan kecepatan 2 m/s ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan merupakan ….
A. 0,24 N.s
B. 0,12 N.s
C. 0,08 N.s
D. 0,06 N.s
E. 0,04 N.s

Pembahasan :
Dik : m = 20 g = 0,02 kg, v = 4 m/s, v’ = -2 m/s (berlawanan arah dengan v).
Dit : I = …. ?

Karena diketahui massa dan kecepatan benda, maka impuls sanggup dihitung menurut rumus impuls sebagai perubahan momentum. Sebagai materi perbadingan, mari kita kerjakan secara bertahap.

Momentum awal bola :
⇒ p = m . v
⇒ p = 0,02 (4)
⇒ p = 0,08 kg m/s

Momentum bola setelah membentur tembok
⇒ p’ = m . v’
⇒ p’ = 0,02 (-2)
⇒ p’ = -0,04 kg m/s

Impuls atau perubahan momentumnya merupakan :
⇒ I = Δp
⇒ I = p’ – p
⇒ I = -0,04 – 0,08
⇒ I = -0,12 N s

Penyelesaian ringkas :
⇒ I = m (v’ – v)
⇒ I = 0,02 (-2 – 4)
⇒ I = 0,02(-6)
⇒ I = -0,12 N s

Tanda negatif mengatakan bahwa gaya penghambat yang diberikan tembok bekerja dalam arah yang berlawanan dengan arah gerak bola sebelum menumbuk dinding. Dalam hal ini, gaya hambat tembok tak hanya membuat kecepatan bola berkurang, tenamun juga berubah arah.

Jawaban : B

Soal 3 : Menentukan Impuls yang Bekerja pada Benda

Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 meter di atas permukaan tanah. Benda tersebut kemudian terpantul sesampai kemudian mencapai ketinggian 2,5 meter. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka impuls yang bekerja pada benda merupakan ….
A. 30√2 N.s
B. 20√2 N.s
C. 10√2 N.s
D. 10 N.s
E. 4 N.s

Baca Juga:   Pembahasan Soal Ujian Nasional Rangkaian Seri Rlc

Pembahasan :
Dik : m = 2 kg, vo = 0, h = 10 m, h’ = 2,5 m, g = 10 m/s2
Dit : I = …. ?

Dalam kasus ini, selain konsep impuls dan momentum, ada satu lagi konsep yang dipakai yaitu konsep gerak lurus berubah beraturan (gerak jatuh bebas). Impuls yang ditanya merupakan perubahan momentum benda. Dan perubahan momentum tersebut ditinjau menurut posisi benda sebelum dan setelah terpantul.

Dalam hal ini, untuk mengetahui perubahan momentumnya, kita harus melihat kecepatan benda sesaat sebelum seputar tanah dan kecepatan benda setelah terpantul. Kecepatan sebelum seputar tanah sanggup dihitung dengan konsep gerak jatuh bebas sebagai berikut:
⇒ v2 = vo2 + 2gh

Karena kecepatan awal gerak jatuh bebas sama dengan nol, maka :
⇒ v2 = 2gh
⇒ v2 = 2 (10) (10)
⇒ v2 = 200
⇒ v = √200
⇒ v = 10√2 m/s

Kecepatan benda setelah terpantul sanggup dihitung dengan rumus berikut:
⇒ v’ = -√2 g h
⇒ v’ = -√2 g h
⇒ v’ = -√2 (10) (2,5)
⇒ v’ = -√50
⇒ v’ = -5√2 m/s
Tanda negatif mengatakan bahwa arahnya berlawanan dengan arah semula.

Dengan demikian, impuls atau perubahan momentumnya merupakan:
⇒ I = m (v’ – v)
⇒ I = 2 (-5√2 – 10√2)
⇒ I = 2(-15√2)
⇒ I = -30√2 Ns

Penyelesaian ringkas :
⇒ I = m (v’ – v)
⇒ I = m (-√2 g h’ – √2 g h)
⇒ I = 2 (-√2 (10) (2,5) – √2 (10) (10))
⇒ I = 2(-15√2)
⇒ I = -30√2 Ns

Jadi, impuls yang bekerja pada benda merupakan -30√2 Ns dan tanda negatif mengatakan arah.

Jawaban : A

Soal 4 : Menentukan Kecepatan Akhir Benda

Grafik relasi gaya F dan waktu t selama gaya itu bekerja pada benda ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.

 Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika wacana impuls gaya untuk tingkat mene PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG IMPULS GAYA

Jika massa benda tersebut 3 kg dan mula-mula dalam keadaan diam, maka kecepatan simpulan benda merupakan ….
A. 25 m/s
B. 20 m/s
C. 15 m/s
D. 10 m/s
E. 5 m/s

Baca Juga:   Pembahasan Soal Un Fisika Wacana Aturan Ohm

Pembahasan :
Dik : vo = 0, m = 3 kg
Dit : v = … ?

Jika grafik F-vs-t diketahui, maka besar impuls akan sama dengan luas tempat di bawah grafiknya, Pada soal, grafiknya berbentuk trapesium, sesampai kemudian berlaku:
⇒ I = luas trapesium
⇒ I = ½ (jumlah sisi sejajar) . t
⇒ I = ½ {(12 – 3) + (9 – 3)} . 4
⇒ I = ½ (9 + 6) . 4
⇒ I = 2 (15)
⇒ I = 30 Ns

Karena impuls merupakan perubahan momentum, maka:
⇒ I = m (v – vo)
⇒ 30 = 3 (v – 0)
⇒ 30 = 3v
⇒ v = 10 m/s

Jadi, kecepatan simpulan benda tersebut merupakan 10 m/s.

Jawaban : D

Soal 5 : Menentukan Besar Impuls Gaya

Sebuah peluru karet berbentuk bola bermassa 60 gram ditembakkan horizontal menuju tembok dengan kecepatan 50 m/s kemudian dipantulkan ke arah berlawanan. Jika bola dipantulkan dengan laju yang sama, maka bola mendapatkan impuls sebesar ….
A. 12 N.s
B. 6 N.s
C. 5 N.s
D. 3 N.s
E. 2 N.s

Pembahasan :
Dik : m = 60 g = 0,06 kg, v = 50 m/s, v’ = -50 m/s
Dit : I = …. ?

Berdasarkan konsep impuls dan momentum :
⇒ I = m (v’ – v)
⇒ I = 0,06 (-50 – 50)
⇒ I = 0,06 (-100)
⇒ I = -6 Ns

Jadi, bola tersebut mendapatkan impuls sebesar Ns. Tanda negatif mengatakan arah.

Jawaban : B

Demikianlah pembahasan sedikit soal ujian nasional (UN0 bidang studi fisika wacana impuls gaya. Jika pembahasan soal ujian wacana impuls ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.

You may also like