Momentum Linier dan Tumbukan

IV.1 Soal Latihan

1. Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak di atas bidang datar yang licin dengan kelajuan tetap 5 m/dtk, dikerjakan gaya yang besarnya berubah terhadap waktu dan arahnya sama dengan arah gerak benda. Gaya tersebut mempunyai harga 2000 N pada saat t=0 dtk dan berharga nol pada saat t=0,05 dtk. Hitung kelajuan akhir benda?
2. Pada suatu keadaan roket mendapat medan gravitasi tetap sebesar g dan mempunyai laju perubahan massa sebesar (dm/dt) = k. Kecepatan relatif gas terhadap roket adalah v_r. Carilah kecepatan akhir roket pada waktu bahan bakar habis terbakar seluruhnya.
3. Sebuah balok bermassa m=2 kg meluncur sepanjang meja tanpa gesekan dengan laju 10 m/dtk.
Dimuka balok tersebut terdapat sebuah balok lain bermassa M = 5 kg dan bergerak dengan kecepatan 3 m/dtk dalam arah yang sama. Sebuah pegas tak bermassa dengan konstanta pegas k = 1120 N/m dipasang dibelakang balok M (lihat gambar disamping). Berapa jauh mampatan pegas (pegas tidak bengkok).
4. Sebuah balok dengan massa M =100 kg dalam keadaan diam diatas meja panjang tanpa gesekan. Ujung kanan meja terdapat dinding.
Balok lain bermassa m diletakkan diantara alok pertama dan dinding dan digerakkan ke kiri dengan laju konstan v (lihat gbr). Dengan menganggap bahwa semua tumbukan benar-benar elastik, tentukanlah harga m agar kedua balok bergerak dengan kecepatan yang sama setelah m menumbuk M.
5. Sebuah bola elastis dengan massa M dan jari- jari a bergerak dengan kecepatan v menumbuk suatu permukaan dengan sudut terhadap garis vertikal.
Anggap bola itu slip ketika bersetuhan dengan permukaan itu. Koefisien gesek antara bola dengan permukaan adalah . Hitung pada sudut berapa bola akan meninggalkan permukaan itu (anggap tidak ada gravitasi). Berapa perubahan kecepatan sudut bola sebelum dan sesudah tumbukan.

IV.2 Modul

1. Sebuah balok bermassa 5 kg diam pada bidang datar yang koefisien gesek kinetiknya 0,4 gaya yang diberikan adalah F = (4t² + 2) N. Tentukan kecepatan benda setelah 4 detik kemudian.

2. Seseorang hendak menancapkan sebuah tiang.yang massanya 50 kg ke dalam tanah. Tiang tersebut ditegakkan kemudian dari ketinggian 2 m dijatuhkan sebuah benda keras seberat 100 kg pada ujung atas tiang. Tiang melesak masuk kedalam tanah. Semakin dalam ia melesak semakin besar gaya hambat dari tanah sehingga makin lama tiang melesak semakin kecil setiap kali ditimpa benda. Jika pada suatu saat gaya hambat tanah 104 N, hitunglah berapa dalam tiang tersebut melesak.

3. Diketahui bahwa dibutuhkan waktu 0,2 detik bagi suatu benda bermassa 4 kg yang bergerak dengan kecepatan 2 m/detik keatas bidang miring sampai berhenti. Jika sudut miring bidang 30^o, hitunglah koefisien gesek rata-rata.
4. Benda bermassa 5 kg dengan laju 30 m/dtk menumbuk lempeng baja pada sudut 45^o terhadap bidang horizontal dan terpantul kembali dengan laju dan sudut yang sama (lihat gambar). Berapakah perubahan momentum liniernya?.