Momentum dan impuls

1.     Hitunglah besar momentum serangga yang massanya 22 gram yang tengah terbang dengan laju 80 m/s.

Diketahui:

massa(m) = 22 gram = 0,022 kg
kecepatan(v) = 80 m/s
momentum(p) = ...
p= m.v

p= 0,022.80

p= 1,76 kg m/s

2.     Sebuah bola tenis bermassa 60 gram dipukul hingga mencapai kecepatan 144 km/jam, Hitunglah impuls bola tenis tersebut.

Diketahui:

Massa (m) = 60 gram = 0,060 kg

Kecepatan(v) = 144 km/jam = 40 m/s

impuls(I) = ...
I=perubahan momentum(p)
p= m.v

p= 0,060.40

p= 2,4 kg m/s

I= 2,4 Ns

3.     Bola kasti bermassa 145 gram dilempar dengan kecepatan 39 m/s ternyata dapat dipukul balik hingga mencapai kecepatan 52 m/s. Hitunglah impuls yang terjadi pada bola kasti.

Diketahui:

massa = 145 gram = 0,145 kg

kecepatan(v) = 39 m/s

v’ = 52 m/s

I = ...
I= perubahan momentum(p)

p1 = 0, 145.39

     = 5,655 m/s

p2 = 0,145.52

     = 7,54 m/s

I = p2-p1
= 7,54-5,655
= 1,855 Ns

4.     Gerbong bermassa 6500 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s menumbuk gerbong yang massanya sama yang sedang diam, setelah tubukan kedua-duanya bergerak bersama-sama. Hitunglah kecepatan kedua gerbong itu setelah tumbukan.

Diketahui:

m1 = 6500 kg
v1 = 5 m/s
m2 = 6500 kg
v1 = 0 m/s(diam)
kecepatan setelah tumbukan(v’) = ...

m1v1+ m2v2

v’= m1 +  m2

   = 6500.5 + 6500.0

   =32500 : 13000

v’= 2,5 m/s

5.     Peluru bermassa 20 gram ditembakkan dengan kecepatan 230 m/s mengenai balok yang diam di atas lantai. Massa balok 2 kg. Ternyata peluru melewati bagian dalam balok dan setelah keluar dari balok kecepatan peluru berkurang menjadi 160 m/s. Hitunglah
kecepatan balok setelah ditembus peluru demikian.

Diketahui:

m1 = 20 gram = 0,02 kg

v1 = 230 m/s

v1’ = 160 m/s

m2 = 2 kg

v2 = 0 m/s(diam)

v2’ = ...

m1.v1 + m2.v2 = m1.v1’ + m2.v2’
v2 = 0, maka

m1.v1 = m1.v1’ + m2.v2’
0,02 . 230 = 0,02 . 160 + 2.v2’
4,6 = 3,2 + 2.v2’
4,6 – 3,2 = 2.v2’
1,4 = 2.v2’

1,4 : 2 = 0,7

V2’ = 0,7

6.     Sebuah pasak panjangnya 40 cm menancap bagian depannya di atas tanah ditumbuk dengan martil yang dilemparkan jatuh bebas dari ketinggian 5 meter. Massa martil 10 kg. Jika gaya tahan tanah terhadap martil 100 KN(1KN=1000 N). Perhitungkan bagaimana
pasak bisa masuk ke dalam tanah.

Diketahui:

panjang(l) = 40 cm = 0,4 m

m1 = 10 kg

h =5 m

Vm(kecepatan martil)=...

Ftanah = 100 KN = 100.000 N

Vm= √2.g.h
= √2.10.5
= √100

Vm= 10 m/s

P = m.v

= 10.10
P = 100 Ns
P(momentum) = I(impuls)
100 = F.t
100 = 10000 : 100.t

t = 10000 = 0,01 s

TUGAS 2 (Elastis dan Platis, Hukum Hooke, EP Pegas, Susunan Pegas)

BENDA ELASTIS

1.     KARET GELANG

KEGUNAANNYA:

·        Karet gelang sering dipakai untuk mengikatkan bungkusan nasi bungkus, gado-gado dan makanan lain yang dibungkus kertas atau daun pisang

·        Kantong plastik berisi gula, kacang tanah, atau bahan makanan lain bisa mudah diikat dengan karet gelang

·        Karet gelang bisa dipakai mengikat atau menguncir rambut

·        Karet gelang yang diikatkan di ujung pensil bisa berfungsi sebagai penghapus

·        Karet gelang digunakan sebagai penggerak pada baling-baling pesawat terbang model atau mainan mekanis lainnya.

2.     PEGAS

KEGUNAANYA:

·        Jika diletakkan pada sepeda motor dapat memperlembut tempat duduk.

·        Bila dibuat ring dapat memperkuat atau menahan tekanan dan gerakan

·        Pegas digunakan sebagai pembuka dam penutup filter pada pompa air

BENDA PLATIS

1.     TANAH LIAT

KEGUNAANNYA:

·        Tanah liat sering digunakan sebagai kerajinan seperti: Vas, Dan peralatan masak lainnya.

·        Tanah liat digunakan sebagai hiasan souvenir

·        Tanah liat juga sering digunakan sebagai genting, tungku

2.     PLASTISIN

KEGUNAANNYA:

·        Plastisin sering digunakan sebagai mainan anak-anak.

HUKUM HOOKE

1.     Sebuah kawat baja ( E 2 x 10¹¹ N/m² ). Panjan 125 cm dan diameternya 0,5 cm dan mengalami gaya tarik 1N. Tentukan

a)    Tegangan

b)    Regangan

c)     Pertambahan panjang kawat

Jawab:

a)    Tegangan = F/A ; F = 1 N.
A = p r² = 3.14 (1/4 . 10^-2)²
A = 1/(3.14 . 1/16 . 10^-4) = 16 . 10^-4/3.14 = 5.09 . 10⁴ N/M²

b)    Regangan = e =D L/L = (F/A)/E
= 5.09. 10⁴/2.10¹¹ = 2.55.10^-7

c)     Pertambahan panjang kawat: DL = e . L = 2.55 . 10^-7 . 125 = 3.2 . 10^-5 cm

2.     Sebuah pegas panjangnya mula-mula 40 cm. Kemudian pegas ditarik dengan gaya 40 N dan panjang pegas menjadi 45 cm. Tentukan konstanta pegas!

Jawaban:

Diket:          F       =       40      N

                   X_o      =       40      cm = 0,4 m

                   X       =       45      cm = 0,45 m

                   Dx     =       0,45 – 0,4 = 0,05 m

Ditanya:      k…………???

Jawab:        F = k. y (dalam perhitungan tanda (-) tidak dipakai)

k =  F

      Dx

k =  40

      0,05

   = 800 Nm^-1

         

ENERGI POTENSIAL PEGAS

1.     Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 200 Nm^-1. Pegas direnggangkan sehingga panjangnya bertambah 10 cm. Tentukanlah energy potensial pegas !

Jawaban:

Diket:                   k        = 200 Nm^-1

                   Dx     = 10 cm = 0,1 m

Ditanya:      Ep…………???

Jawab:        Ep     =  1    kx²

                                 2

                             =  1    200. (0,1)²

                                 2

                             =  1 joule

SUSUNAN PEGAS

SUSUNAN  PEGAS SERI

1.     Dua buah pegas disusun seri seperti pada gambar, jika masing-masing pegas memiliki konstanta  sebesar 400 Nm^-1 dan massa beban 5 kg. Tentukan besar pertambahan panjangnya !

Jawaban:

Diket:                   k₁ = k₂ = 400 Nm^-1

                   W = m.g = 5 kg . 10 ms^-2 = 50 N

Ditanya:      Dx ……??

Jawab :       1        ₌        1        ₊        1

                   k_s                400             400

                   k_s       =    200 Nm^-1

                                                =    k . Dx

                   Dx     ₌        F       ₌        50 N

                                      k                 200

                             =       0,25 m

                  

SUSUNAN  PEGAS PARALEL

1.     Dua buah pegas disusun parallel seperti pada gambar, jika masing-masing pegas memiliki konstanta sebesar 100 Nm-1 dan 200 Nm-1, digantungkan beben sehingga panjang bertambah 5 cm. Tentukan gaya beban tersebut !

Jawaban:

Diket:                   k₁      =       100 Nm^-1

                   k₂      =       200 Nm^-1

                   Dx     =       5.10^-2 m

Ditanya:      F……???

Jawab:        k_p      =       k₁      +       k₂

                             = 100 Nm^-1 + 200 Nm^-1

                             = 300 Nm^-1

                   F       =       k . x

                             = 300 Nm^-1 . 5.10^-2 m

                             = 15 N

NAMA : RIZA ANIS .I

KELAS : X MM 1

ABSEN : 28

TUGAS 1 (EP,EK,USAHA)

Energi potensial

Soal 1 :

Buah mangga yang ranum dan mengundang selera menggelayut pada tangkai pohon mangga yang berjarak 10 meter dari permukaan tanah. Jika massa buah mangga tersebut 0,2 kg, berapakah energi potensialnya ? anggap saja percepatan gravitasi 10 m/s².

jawaban :

EP = m.g.h

EP = (0,2 kg) (10 m/s²) (10 m)

EP = 20 Kg m²/s² = 20 N.m = 20 Joule

Soal 2 :

Seekor monyet bermassa 5 kg berayun dari satu dahan ke dahan lain yang lebih tinggi 2 meter. Berapakah perubahan energi potensial monyet tersebut ? g = 10 m/s²

jawaban :

Soal ini sangat gampang… kita tetapkan dahan pertama sebagai titik acuan, di mana h = 0. Kita hanya perlu menghitung EP monyet ketika berada pada dahan kedua…

EP = mgh = (5 kg) (10 m/s²) (2 m)

EP = 100 Joule

Dengan demikian, perubahan energi potensial monyet = 100 Joule.

Soal 3 :

Seorang buruh pelabuhan yang tingginya 1,50 meter mengangkat sekarung beras yang bermassa 50 kg dari permukaan tanah dan memberikan kepada seorang temannya yang berdiri di atas kapal. Jika orang tersebut tersebut berada 0,5 meter tepat di atas kepala buruh pelabuhan, hitunglah energi potensial karung berisi beras relatif terhadap :

a) permukaan tanah

b) kepala buruh pelabuhan

jawaban :

a). EP karung berisi beras relatif terhadap permukaan tanah

Ketinggian total karung beras dari permukaan tanah = 1,5 m + 0,5 m = 2 meter

Dengan demikian,

EP = mgh = (50 kg) (10 m/s²) (2 m)

EP = 1000 Joule

b). EP karung berisi beras relatif terhadap kepala buruh pelabuhan

Kedudukan karung beras diukur dari kepala buruh pelabuhan adalah 0,5 meter.

EP = mgh = (50 kg) (10 m/s²) (0,5 m)

EP = 250 Joule

Energi kinetic

Soal 1 :

Sebuah bola sepak bermassa 150 gram ditendang oleh Ronaldo dan bola tersebut bergerak lurus menuju gawang dengan laju 30 m/s. Hitunglah :

a) energi kinetik bola tersebut

b) berapa usaha yang dilakukan Ronaldo pada bola untuk mencapai laju ini, jika bola mulai bergerak dari keadaan diam ?

jawaban :

a) Energi Kinetik bola

EK= ½ mv² = ½ (0,15 kg) (30 m/s²)² = 67,5 Joule

b) Usaha total

W = EK₂ – EK₁

EK₂ = 67,5 Joule

EK₁ = ½ mv² = ½ m (0) = 0 — laju awal bola (v_o) = 0

Dengan demikian, usaha total :

W = 67,5 Joule – 0 = 67,5 Joule

Soal 2 :

Berapa usaha yang diperlukan untuk mempercepat gerak sepeda motor bermassa 200 kg dari 5 m/s sampai 20 m/s ?

jawaban :

Pertanyaan soal di atas adalah berapa usaha total yang diperlukan untuk mempercepat gerak motor.

W = EK₂ – EK₁

Sekarang kita hitung terlebih dahulu EK₁ dan EK₂

EK₁ = ½ mv₁² = ½ (200 kg) (5 m/s)² = 2500 J

EK₂ = ½ mv₂² = ½ (200 kg) (20 m/s)² = 40.000 J

Energi total :

W = 40.000 J – 2.500 J

W = 37.500 J

Usaha

Soal 1 :

Sebuah peti kemas bermassa 50 kg yang terletak pada lantai ditarik horisontal sejauh 2 meter dengan gaya 100 N oleh seorang buruh pelabuhan. Lantai tersebut agak kasar sehingga gaya gesekan yang diberikan pada karung beras sebesar 50 N. Hitunglah usaha total yang dilakukan terhadap karung berisi beras tersebut.

jawaban :

Sebelum menghitung usaha total, terlebih dahulu kita hitung usaha yang dilakukan oleh buruh karung dan usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan. Kita tetapkan arah kanan bertanda positif sedangkan arah kiri negatif. (b = buruh, Fg = gaya gesekan, N = gaya normal, w = berat). Gaya gesekan berlawanan arah dengan arah gerakan benda sehingga bertanda negatif.

Pada soal di atas, terdapat empat gaya yang bekerja pada peti kemas, yakni gaya tarik buruh (searah dengan perpindahan peti kemas), gaya gesekan (berlawanan arah dengan perpindahan peti), gaya berat dan gaya normal (tegak lurus arah perpindahan, sudut yang terbentuk adalah 90^o).

Untuk mengetahui usaha total, terlebih dahulu kita hitung besar usaha yang dilakukan masing-masing gaya tersebut.

Usaha yang dilakukan oleh buruh pelabuhan :

W_b = F_b.s = (100 N) (2 m) = 200 N.m

Usaha yang dilakukan oleh Gaya gesekan :

W_g = F_g.s =- (50 N) (2 m) = -100 N.m

Usaha yang dilakukan oleh gaya berat :

W_w = F_w.s = (mg) (2 m) cos 90^o = 0

Usaha yang dilakukan oleh gaya normal :

W_N = F_N.s = (mg) (2 m) cos 90^o = 0

Usaha total = W_b + W_g + W_w + W_N = (200 N.m) + (-100 N.m) + 0 + 0 = 100 N.m = 100 Joule

Soal 2 :

Seorang anak menarik mobil mainan menggunakan tali dengan gaya sebesar 20 N. Tali tersebut membentuk sudut 30^o terhadap permukaan tanah dan besar gaya gesekan tanah dengan roda mobil mainan adalah 2 N. Jika mobil mainan berpindah sejauh 10 meter, berapakah usaha yang dilakukan anak tersebut ?

 jawaban :

Pada dasarnya soal ini sama dengan contoh soal 1. Pada soal ini terdapat sudut yang dibentuk antara gaya dengan arah horisontal, sehingga komponen gaya tarik yang dipakai adalah F cos teta (sejajar dengan arah perpindahan)

Untuk mengetahui usaha total, terlebih dahulu kita hitung besar usaha yang dilakukan masing-masing gaya : (A = anak, g = gesekan, w = berat dan N = normal)

W_A  = F_A.s

W_A  = (20 N cos 30^o) (10 m)

W_A  = 100 √3 N.m

Usaha yang dilakukan oleh Gaya gesekan :

W_g = F_g.s = (-2 N) (10 m) = -20 N.m

Usaha yang dilakukan oleh gaya berat :

W_w = F_w.s = (mg) (2 m) cos 90^o = 0

Usaha yang dilakukan oleh gaya normal :

W_N = F_N.s = (mg) (2 m) cos 90^o = 0

Usaha total :

W = W_A + W_g + W_W + W_N

W = (100 √3N.m) + (-20 N.m) + 0 +0

W =  153 N.m = 153 Joule

 NAMA : RIZA ANIS ISTIFADAH

KELAS : X MM 1

ABSEN : 28