Lenting Sebagian

0 < 𝑒 < 1

TRIK SUPERKILAT 𝑣^′= 𝑘 (𝑒 + 1) − 𝑒𝑣

A ^{𝑣𝐴 𝑣𝐵} B

B

𝑣𝐴′ A 𝑣𝐵′

A B

∆𝑣^′= −𝑒 ∙ ∆𝑣

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 49 CONTOH SOAL

Menentukan besar momentum 𝒑

1. Diantara benda bergerak berikut ini mana yang akan mengalami gaya terbesar bila menumbuk tembok hingga berhenti?

A. Benda bermassa 40 kg dengan laju 25 m/s B. Benda bermassa 50 kg dengan laju 15 m/s C. Benda bermassa 100 kg dengan laju 10 m/s D. Benda bermassa 150 kg dengan laju 7 m/s E. Benda bermassa 200 kg dengan laju 5 m/s Menentukan besar gaya 𝑭

2. Benda 100 gram bergerak dengan laju 5 m/s. Untuk menghentikan laju benda tersebut, gaya penahan 𝐹 bekerja selama 0,2 s. Besar gaya 𝐹 adalah ....

A. 0,5 N B. 1,0 N C. 2,5 N D. 10 N E. 25 N

Menentukan besar momentum menggunakan hubungan impuls dan perubahan momentum

3. Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 m/s.

Kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya 𝐹 berlawanan dengan gerak bola, sehingga

kecepatan bola menjadi 6 m/s. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah ....

A. 8 kg m/s B. 6 kg m/s C. 5 kg m/s D. 4 kg m/s E. 2 kg m/s

4. Sebuah bola voli bermassa 500 gram meluncur dengan kecepatan 10 m/s di atas lantai licin.

Setelah mengenai tembok bola berbalik arah dengan kecepatan 6 m/s. Besar perubahan momentum bola adalah ....

A. 8 N.s B. 6 N.s C. 4 N.s D. 2 N.s E. 1 N.s

5. David Beckham menendang bola yang menuju ke arah kakinya dengan kecepatan 10 m/s.

Setelah ditendang dengan gaya sebesar 400 N bola berbalik arah dengan kecepatan 108 km/jam. Jika massa bola 500 gram maka besar impuls pada bola adalah ….

A. 10 Ns B. 20 Ns C. 30 Ns D. 40 Ns E. 50 Ns

6. Sebuah bola kasti yang massaya 0,10 kg dilempar horizontal ke kanan dengan kecepatan 20 m/s kemudian dipukul sehingga bola berbalik arah dengan kecepatan 30 m/s. Jika kontak bola dan pemukul terjadi selama 0,0001 sekon, maka besar impuls yang diberikan pemukul pada bola adalah ....

Gaya terbesar disebabkan karena momentum yang paling besar juga.

A. 𝑝 = 40 × 25 = 1.000 kg m/s B. 𝑝 = 50 × 15 = 750 kg m/s C. 𝑝 = 100 × 10 = 1.000 kg m/s D. 𝑝 = 150 × 7 = 1.050 kg m/s E. 𝑝 = 200 × 5 = 1.000 kg m/s Jadi gaya terbesar terdapat pada jawaban D

𝐼 = ∆𝑝

⇔ 𝐼 = 0,5 ∙ ((−30) − 10) (tanda negatif pada (−30)karena bola berbalik arah)

⇔ 𝐼 = 0,5 ∙ (−40)

⇔ 𝐼 = 0,1 ∙ ((−30) − 20) (tanda negatif pada (−30)karena bola berbalik arah)

⇔ 𝐼 = 0,1 ∙ (−50)

⇔ 𝐼 = −5 N. s

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 50 7. Sebuah peluru karet berbentuk bola massanya 60 gram ditembakkan

horizontal menuju tembok seperti gambar. Jika bola dipantulkan dengan laju sama, maka bola menerima impuls sebesar ....

A. 12 N.s B. 6 N.s C. 5 N.s D. 3 N.s E. 2 N.s

8. Sebuah bola tenis massa 100 gram dilempar ke tembok dengan kelajuan 3 m/s. Setelah menumbuk tembok, bola tersebut memantul seperti tampak pada gambar. Jika kecepatan bola setelah tumbukan adalah 2 m/s, bola menerima impuls dari tembok sebesar ….

A. −0,5 Ns B. −0,8 Ns C. 0,5 Ns D. 0,6 Ns E. 0,8 Ns

Menentukan besar kecepatan menggunakan hubungan impuls dan perubahan momentum

9. Seorang pemain sofbol memukul sebuah bola sofbol yang dilempar ke arahnya menggunakan kayu pemukul. Setelah dipukul, bola sofbol bergerak dengan kelajuan 24 m/s ke kiri. Jika massa bola sofbol 0,15 kg dan impuls yang diberikan oleh kayu pemukul pada bola sebesar −6 Ns, kecepatan bola sebelum dipukul sebesar ....

A. 8 m/s B. 12 m/s C. 16 m/s D. 20 m/s E. 24 m/s

10. Sebuah bola yang massanya 100 gram dipukul dengan gaya 25 N dalam waktu 0,1 sekon. Jika mula-mula bola diam, maka kecepatan bola setelah dipukul adalah ....

A. 10 m/s B. 15 m/s C. 20 m/s D. 25 m/s E. 30 m/s

Menentukan besar kecepatan setelah tumbukan menggunakan hukum kekekalan momentum 11. Dua buah benda bermassa sama bergerak pada satu garis lurus saling mendekati seperti pada

gambar!

Jika 𝑣₂′ adalah kecepatan benda (2) setelah tumbukan ke kanan dengan laju 5 m/s, maka besar kecepatan 𝑣₁^′ benda (1) setelah tumbukan adalah ....

A. 7 m/s

⇔ 𝐼 = 0,06 ∙ ((−50) − 50) (tanda negatif pada (−50)karena bola berbalik arah, ke kiri)

⇔ 𝐼 = 0,06 ∙ (−100)

⇔ 𝐼 = −0,5 Ns (besar impuls tetap ditulis positif, tanda negatif menyatakan arah ke kiri)

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 51 Menentukan besar kecepatan sebelum tumbukan tidak lenting

12. Bola A bergerak ke kanan, kemudian bertumbukan dengan bola B yang bergerak ke kiri dengan kecepatan 2 m/s. Kecepatan kedua bola setelah tumbukan sebesar 3 m/s ke kanan. Jika massa bola A 25 gram dan massa bola B 30 gram, kecepatan bola A sebelum tumbukan adalah .... m/s A. 3 m/s

B. 5 m/s C. 6 m/s D. 9 m/s E. 18 m/s

13. Sebutir peluru bermassa 50 gram ditembakkan horizontal dan menumbuk bola boling bermassa 3 kg yang diam. Setelah terjadi tumbukan dengan peluru, bola boling bergerak dengan

kecepatan 0,5 m/s dan peluru tertahan di dalam bola boling. Kecepatan peluru sebelum terjadi tumbukan adalah ....

A. 16,5 m/s B. 24,5 m/s C. 28,5 m/s D. 30,5 m/s E. 40,5 m/s

Menentukan besar kecepatan setelah tumbukan tidak lenting

14. Sebutir peluru 20 gram bergerak dengan kecepatan 10 m/s arah mendatar menumbuk balok bermassa 60 gram yang sedang diam di atas lantai. Jika peluru tertahan di dalam balok, maka kecepatan balok sekarang adalah ....

A. 1,0 m/s B. 1,5 m/s C. 2,0 m/s D. 2,5 m/s E. 3,0 m/s

15. Sebutir peluru 40 gram bergerak dengan kecepatan 100 m/s arah mendatar menumbuk balok bermassa 960 gram yang diam di atas bidang datar. Jika peluru tertahan di dalam balok maka kecepatan keduanya menjadi ....

A. 40 m/s B. 36 m/s C. 24 m/s D. 12 m/s E. 4 m/s

16. Dua bola A dan B mula-mula bergerak seperti pada gambar. Kedua bola kemudian bertumbukan tidak lenting sama sekali. Kecepatan bola A dan B setelah tumbukan adalah ....

A. 0,5 m/s B. 1,0 m/s C. 1,5 m/s D. 2,0 m/s E. 2,5 m/s

17. Bola B menumbuk bola A yang sedang diam seperti pada gambar. Jika setelah tumbukan A dan B menyatu, kecepatan bola A dan B adalah ....

A. 2,0 m/s B. 1,8 m/s C. 1,5 m/s D. 1,0 m/s E. 0,5 m/s

Pada tumbukan tidak lenting:

𝑚𝐴𝑣𝐴+ 𝑚𝐵𝑣𝐵= (𝑚𝐴+ 𝑚𝐵) 𝑣^′ Pada tumbukan tidak lenting:

𝑚_𝑝𝑣_𝑝+ 𝑚_𝑏𝑣_𝑏= (𝑚_𝑝+ 𝑚_𝑏) 𝑣^′

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 52 18.

Benda A bermassa 120 gram bergerak ke kanan dengan kecepatan 20 m/s menumbuk bola B bermassa 80 gram yang diam. Tumbukan yang terjadi tidak lenting sama sekali. Kecepatan kedua benda setelah betumbukan adalah ....

A. 40 m/s B. 20 m/s C. 12 m/s D. 11 m/s E. 6 m/s

19. Sebuah mobil bermassa 800 kg melaju dengan kecepatan 90 km/jam menabrak gerobak bermassa 200 kg yang berhenti di tepi jalan. Setelah tabrakan, gerobak menempel pada mobil dan bergerak dengan laju ....

A. 5 m/s B. 10 m/s C. 15 m/s D. 20 m/s E. 25 m/s

Menentukan besar dan arah kecepatan sebelum tumbukan tidak lenting

20. Bola A bermassa 0,4 kg bergerak dengan laju 6 m/s dan menummbuk bola B bermassa 0,6 kg yang sedang bergerak mendekati bola A dengan laju 8 m/s. Kedua bola tersebut bertumbukan tidak lenting sempurna. Laju bola setelah tumbukan adalah ....

A. 2,4 m/s searah gerak bola B 5 m/s seperti pada gambar. Jika kedua troli bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan kedua troli sesudah bertumbukan adalah ....

A. 4,5 m/s ke kanan B. 4,5 m/s ke kiri C. 1,0 m/s ke kiri D. 0,5 m/s ke kiri E. 0,5 m/s ke kanan

Menentukan besar kecepatan sebelum tumbukan lenting sempurna 22. Perhatikan gambar berikut!

𝑚𝐴= 𝑚𝐵= 𝑚

𝑣0= 4 m/s diam

A B

Bola A bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Beberapa saat setelah bergerak, bola A menumbuk bola B yang diam. Jika tumbukan yang terjadi lenting sempurna dan massa bola A sama dengan bola B, kecepatan bola A dan B setelah tumbukan adalah ....

A. 𝑣_𝐴^′= 0 m/s dan 𝑣_𝐵^′= 4 m/s Tanda negatif artinya searah dengan gerak bola B.

𝐓𝐑𝐈𝐊 𝐒𝐔𝐏𝐄𝐑𝐊𝐈𝐋𝐀𝐓

Tanda negatif artinya arah ke kiri. Menurut kesepakatan, kecepatan positif bila arahnya ke kanan.

𝐓𝐑𝐈𝐊 𝐒𝐔𝐏𝐄𝐑𝐊𝐈𝐋𝐀𝐓 𝑘 = Σ𝑝

Σ𝑚=4𝑚 + 0

2𝑚 = 2; tumbukan lenting sempurna artinya 𝑒 = 1 𝑣_𝐴^′= 𝑘(𝑒 + 1) − 𝑣_𝐴= 2(1 + 1) − 4 = 0 m/s

𝑣𝐵′= 𝑘(𝑒 + 1) − 𝑣𝐵= 2(1 + 1) − 0 = 4 m/s SMART SOLUTION:

Jika massa dua benda sama dan tumbukan lenting sempurna maka kecepatan benda saling bertukar!!!!

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 53 Menentukan besar dan arah kecepatan setelah tumbukan lenting sempurna

23. Mobil A dan truk B masing-masing bermassa 1.500 kg dan 2.500 kg bergerak saling mendekat.

Mobil A bergerak ke kanan dengan kecepatan 24 m/s dan truk B bergerak ke kiri dengan kecepatan 12 m/s. Jika mobil A dan truk B bertabrakan secara lenting sempurna, kecepatan tiap-tiap kendaraan setelah bertabrakan adalah ....

A. Mobil A 15 m/s ke kanan dan truk B 21 m/s ke kiri

24. Dua buah benda massanya masing-masing 10 kg dan 6 kg bergerak dalam bidang datar licin dengan kecepatan 4 m/s dan 8 m/s dalam arah yang berlawanan. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, maka kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan adalah ....

A. 5 m/s dan 7 m/s searah gerak semula

B. 5 m/s dan 7 m/s berlawanan arah gerak semula C. 6 m/s dan 10 m/s searah gerak semula

D. 6 m/s dan 10 m/s berlawanan gerak semula E. 10 m/s dan 4 m/s berlawanan arah gerak semula

25. Dua buah benda massanya masing-masing 4 kg dan 6 kg bergerak dalam bidang datar licin dengan kecepatan 5 m/s dan 10 m/s dalam arah yang berlawanan. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, maka kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan adalah ….

A. 13 m/s dan 2 m/s berlawanan arah gerak semula B. 13 m/s dan 2 m/s searah gerak semula

C. 10 m/s dan 5 m/s berlawanan arah gerak semula D. 10 m/s dan 5 m/s searah gerak semula

E. 8 m/s dan 7 m/s berlawanan arah gerak semula Menyelesaikan permasalahan hubungan antar konsep

26. Sebuah bola dengan massa 500 gram jatuh bebas ke lantai yang keras. Jika bola mengenai lantai dengan kecepatan 10 m/s dan memantul lagi ke atas dengan ketinggian maksimum pantulan setinggi 0,8 meter, maka impuls yang disebabkan oleh tumbukan tersebut adalah ….

A. 2,5 Ns B. 3,0 Ns C. 4,0 Ns D. 5,0 Ns E. 7,0 Ns

27. Dua benda A dan B massanya sama. Benda A menumbuk benda B yang diam sehingga kedua benda melekat satu sama lain dan bergerak bersama,

(1) Jumlah energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan berbanding 2 : 1

(2) Kecepatan kedua benda sesudah tumbukan sebesar ¹₂ kali kecepatan benda A mula-mula (3) Momentum benda A sebelum tumbukan = 2 kali momentum benda B sesudah tumbukan (4) Koefisien restitusi sama dengan nol

Pernyataan di atas yang benar adalah ....

A. (1), (2) dan (3) Tanda negatif artinya arah ke kiri.

𝐓𝐑𝐈𝐊 𝐒𝐔𝐏𝐄𝐑𝐊𝐈𝐋𝐀𝐓 Arahnya berlawanan dengan arah gerak semula.

𝐓𝐑𝐈𝐊 𝐒𝐔𝐏𝐄𝐑𝐊𝐈𝐋𝐀𝐓 Arahnya berlawanan dengan arah gerak semula.

𝐓𝐑𝐈𝐊 𝐒𝐔𝐏𝐄𝐑𝐊𝐈𝐋𝐀𝐓 ℎ_{𝑚𝑎𝑘𝑠} =𝑣₀²

2𝑔 ⇒ 𝑣₀= √2𝑔ℎ𝑚𝑎𝑘𝑠= √2 ∙ 10 ∙ 0,8 = √16 = 4 m/s

𝐼 = ∆𝑃 ⇒ 𝐼 = 𝑚 ∆𝑣 = 𝑚(𝑣_𝑡− 𝑣₀) = 0,5 ∙ (4 − 10) = 0,5 ∙ (−6) = −3 Ns Kesepakatan tanda negatif artinya arah ke bawah.

𝐓𝐑𝐈𝐊 𝐒𝐔𝐏𝐄𝐑𝐊𝐈𝐋𝐀𝐓

1. Salah, ingat hukum kekekalan energi.

2. Benar, karena kecepatan menjadi setengahnya. 𝑣𝐴𝐵 =_Σ𝑚^Σ𝑝 =^𝑚_2𝑚^𝐴𝑣𝐴

𝐴 =¹₂𝑣𝐴

3. Salah, ingat hukum kekekalan momentum ya!

Ini buktinya 𝑝𝐴∶ 𝑝𝐵′= 𝑚𝐴𝑣𝐴∶¹₂(2𝑚𝐴)𝑣𝐴= 1 ∶ 1

4. Benar, 𝑒 = 0 karena benda menjadi satu dan bergerak bersama setelah tumbukan.

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 54 28. Sebuah bola jatuh bebas dari ketinggian 100 m di atas lantai. Jika koefisien restitusi antara bola

dengan lantai 0,5 maka tinggi pantulan pertama bola tersebut adalah ....

A. 20 m B. 25 m C. 50 m D. 75 m E. 80 m

29. Pembahasan dan rangkuman SKL selanjutnya akan segera diupload.... Tunggu selalu di http://pak-anang.blogspot.com. Makaci.... 

𝐓𝐑𝐈𝐊 𝐒𝐔𝐏𝐄𝐑𝐊𝐈𝐋𝐀𝐓

Tinggi pantulan ke n adalah ℎ_𝑛 = 𝑒^2𝑛∙ ℎ₀

Sehingga tinggi pantulan pertama adalah ℎ₁= 0,5²∙ 100 = 25 m

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 55 PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA 2012

1. Bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan v1 = 4 m.s⁻¹ ke kiri. Setelah membentur tembok memantul dengan kecepatan v2 = 2 m.s⁻¹ ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan adalah ....

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

Jika adik-adik butuh ’bocoran’ butir soal Ujian Nasional tahun 2013, maka adik-adik bisa download di http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/prediksi-soal-un-fisika-sma-2013.html. Semua soal tersebut disusun sesuai kisi-kisi SKL UN tahun 2013 yang dikeluarkan secara resmi oleh BSNP tanggal 20November 2012 yang lalu.

Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2013 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/kisi-kisi-skl-un-2013.html.

Terimakasih, Pak Anang.

TRIK SUPERKILAT:

Diket: 𝑚 = 20 g = 0,02 kg; 𝑣₁= −4 ms⁻¹; 𝑣₂= 2 ms⁻¹ 𝐼 = ∆𝑝 = 𝑚(𝑣2− 𝑣1)

= 0,02 . (2 − (−4))

= 0,02 . 6

= 0,12 N

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 56 2.8. Menjelaskan hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik dan penerapannya

dalam kehidupan.