Latihan Fisika Kelas X Konsep Impuls dan Momentum
# 1
Pilgan

Meelo, Ikki, dan Jinora mendapatkan tugas dari ibu Pema untuk berbelanja di supermarket. Saat di supermarket, Meelo bermain troli belanja dengan Ikki dan Jinora. Ikki yang bermassa 20 kg dan Jinora yang bermassa 33 kg menaiki troli, sedangkan Meelo mendorong troli berserta mereka berdua seperti pada gambar, lalu melepaskannya.

Sebelum didorong oleh Meelo, troli berisi Ikki dan Jinora dalam keadaan diam. Namun setelah didorong oleh Meelo dengan gaya mendatar F yang berubah terhadap waktu yaitu F = t2 + 7t + 12, dengan F dalam N dan t dalam s, troli beserta Ikki dan jInora bergerak dengan kecepatan tertentu. Jika massa troli adalah 1,0 kg dan troli bergerak pada lantai yang licin, maka besar energi kinetik yang dihasilkan saat t = 6 s adalah ....

A

50 J

B

1.000 J

C

1.650 J

D

2.650 J

E

2.700 J

Pembahasan:

Diketahui:

Massa Ikki mIkki = 20 kg

Massa Jinora mJinora = 33 kg

Massa Troli mTroli = 1,0 kg

Gaya F = (t2 + 7t + 12) N

Kecepatan awal v0 = 0 m/s \longrightarrow dalam keadaan diam

Selang waktu Δ\Deltat = 6 s

Ditanya:

Energi kinetik EK = ?

Dijawab:

1) Menentukan Gaya yang diberikan Meelo saat t= 6 s

F = (t2 + 7t + 12) N

F = ((6)2 + 7(6) + 12) N

F = (36 + 42 + 12) N

F = 90 N

2) Menentukan impuls yang terjadi

I = FΔtI\ =\ F\Delta t

I = (90)(6)I\ =\ \left(90\right)\left(6\right)

I = 540I\ =\ 540 N

2) Menentukan kecepatan troli berisi Ikki dan Jinora

Untuk menentukan momentum batu berkaitan dengan impuls troli dengan Meelo. Hal ini disebabkan kerena impul yang dikerjakan suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda, dimana dapat dinyatakan dalam persamaan yaitu:

I = Δp=m(v2v1)I\ =\ \Delta p=m\left(v_2-v_1\right)

Massa yang digunakan dalam hal ini merupakan massa gabungan antara massa troli, massa Ikki, dan massa Jinora, sehingga

I=Δp=(mtroli+mIkki+mJinora)(v2v1)I=\Delta p=\left(m_{\text{troli}}+m_{\text{Ikki}}+m_{\text{Jinora}}\right)\left(v_2-v_1\right)

Karena mula-mula batu berada dalam keadaan diam, maka momentum awal batu adalah nol diperoleh dari

p1=(mtroli+mIkki+mJinora)(v1)p_1=\left(m_{\text{troli}}+m_{\text{Ikki}}+m_{\text{Jinora}}\right)\left(v_1\right)

p1=(1+20+30)(0)p_1=\left(1+20+30\right)\left(0\right)

p1=0p_1=0 kg m/s

Sehingga,

I = Δp=p2p1I\ =\ \Delta p=p_2-p_1

I = Δp=p20I\ =\ \Delta p=p_2-0

I=(mtroli+mIkki+mJinora)(v2)I=\left(m_{\text{troli}}+m_{\text{Ikki}}+m_{\text{Jinora}}\right)\left(v_2\right)

540= (54)(v2)540=\ \left(54\right)\left(v_2\right)

v2=54054v_2=\frac{540}{54}

v2=10v_2=10 m/s

Maka, kecepatan troli berisi Ikki dan Jinora adalah 10 m/s

3) Menentukan energi kinetik troli berisi Ikki dan Jinora

Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda ketika benda bergerak dengan kecepatan tertentu dan dinyatakan dalam persamaan:

EK=12mv2EK=\frac{1}{2}mv^2

Karena telah diperoleh kecepatannya, maka:

EK=12mv2EK=\frac{1}{2}mv^2

EK=12(mtroli+mIkki+mJinora)(v2)2EK=\frac{1}{2}\left(m_{\text{troli}}+m_{\text{Ikki}}+m_{\text{Jinora}}\right)\left(v_2\right)^2

EK=12(54)(10)2EK=\frac{1}{2}\left(54\right)\left(10\right)^2

EK=2.700EK=2.700 J

Jadi, energi kinetik yang dihasilkan saat t = 6 s adalah 2.700 J.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10