Smart Solution TAHUN PELAJARAN 2012/201 /2013 Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2013 Disusun Oleh : Pak Anang
2.7. Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan tumbukan, impuls atau hukum kekekalan momentum. Momentum Impuls 5 6 78 9 6 : = 8 : Benda memiliki kecepatan 8 Gaya : pada benda selama = Hubungan antara Impuls dan perubahan Momentum 8? 6 8 @ AB = 8? 6 8 @ A : 7 = : = 6 7(8? C8 @ ) 8 D bola menyentuh pemukul selama = 8 E : : = 6 7 8 Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 47
Tumbukan Hukum Kekekalan Momentum A 8 I 8 J B A B 8 I 8 J A B Σ5 6 Σ5 H 7 I 8 I A7 J 8 J 6 7 I 8 I H A7 J 8 J Jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama Koefisien Restitusi L 6 C 8 M C 8 N 8 M C 8 N. Tidak Lenting Lenting Sempurna L 6 0 L 6 1 8 I H 6 8 J H 8 6 C 8 TRIK SUPERKILAT 8 IJ H 6 O 6 Σ5 Σ7 TRIK SUPERKILAT 8 H 6 O (LA1)CL8 Lenting Sebagian 0 < L < 1 8 H 6 CL 8 TRIK SUPERKILAT 8 H 6 O (LA1)CL8 Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 48
CONTOH SOAL Menentukan besar momentum S 1. Diantara benda bergerak berikut ini mana yang akan mengalami gaya terbesar bila menumbuk tembok hingga berhenti? Gaya terbesar disebabkan karena A. Benda bermassa 40 kg dengan laju 25 m/s momentum yang paling besar juga. A. 5 6 40 25 6 1.000 kg m/s B. Benda bermassa 50 kg dengan laju 15 m/s B. 5 6 50 15 6 750 kg m/s C. Benda bermassa 100 kg dengan laju 10 m/s C. 5 6 100 10 6 1.000 kg m/s D. Benda bermassa 150 kg dengan laju 7 m/s D. 5 6 150 7 6 1.050 kg m/s E. 5 6 200 5 6 1.000 kg m/s E. Benda bermassa 200 kg dengan laju 5 m/s Menentukan besar gaya W 2. Benda 100 gram bergerak dengan laju 5 m/s. Untuk menghentikan laju benda tersebut, gaya penahan : bekerja selama 0,2 s. Besar gaya : 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 : 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... A. 2 N.s B. 5 N.s C. 6 N.s D. 7 N.s E. 8 N.s : = 6 7 8 : 6 7 8 = : 6 0,1 (0C5) 0,2 : 6 C2,5 N Jadi gaya terbesar terdapat pada jawaban D 5 6 7 8 5 6 0,5 `(C6)C2a (tanda negatif pada (C6) karena bola berbalik arah) 5 6 0,5 (C8) 5 6 C4 kg m/s 5 6 7 8 5 6 0,5 `(C6)C10a (tanda negatif pada (C6)karena bola berbalik arah) 5 6 0,5 (C16) 5 6 C8 N.s 9 6 7 8 9 6 0,5 `(C30)C10a (tanda negatif pada (C30)karena bola berbalik arah) 9 6 0,5 (C40) 9 6 C20 Ns 9 6 7 8 9 6 0,1 `(C30)C20a (tanda negatif pada (C30)karena bola berbalik arah) 9 6 0,1 (C50) 9 6 C5 N.s Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 49
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. C0,5 Ns B. C0,8 Ns C. 0,5 Ns D. 0,6 Ns E. 0,8 Ns 9 6 7 8 9 6 0,06 `(C50)C50a (tanda negatif pada (C50)karena bola berbalik arah,ke kiri) 9 6 0,06 (C100) 9 6 C6 N.s 8 6 3 m/s 9 6 7 8 8 6 2 m/s 9 6 0,1 `(C2)C3a (tanda negatif pada (C2)karena bola berbalik arah,ke kiri) 9 6 0,1 (C5) 9 6 C0,5 Ns (besar impuls tetap ditulis positif,tanda negatif menyatakan arah ke kiri) 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 C6 Ns, kecepatan bola sebelum dipukul sebesar... 9 6 7 8 A. 8 m/s C6 6 0,15 `(C24)C8 B. 12 m/s E a (tanda negatif karena arah ke kiri) C. 16 m/s C 6 0,15 6 C24C8 E D. 20 m/s C40 6 C24C8 E E. 24 m/s 8 E 6 C24A40 8 E 6 16 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 : = 6 7 8 B. 15 m/s 25 0,1 6 0,1 (8 C. 20 m/s D C0) (nol karena benda mulacmula diam) 2,5 6 0,1 8 D D. 25 m/s E. 30 m/s 8 D 6 2,5 0,1 8 D 6 25 m/s Menentukan besar kecepatan setelah tumbukan t menggunakan hukum kekekalan momentum 11. Dua buah benda bermassa sama bergerak pada satu garis lurus saling mendekati seperti pada gambar! Jika 8 D adalah kecepatan benda (2) setelah tumbukan ke kanan dengan laju 5 m/s, maka besar H kecepatan 8 E benda (1) setelah tumbukan adalah... A. 7 m/s Σ5 6 Σ5 H B. 9 m/s 7 E 8 E A7 D 8 D 6 7 E 8 H H E A7 D 8 D C. 13 m/s 87A(C10)7 6 78 H E A57 (tanda negatif karena arah ke kiri) C27 6 (8 D. 15 m/s H E A5)7 (coret 7) 8 E. 17 m/s H E 6 C2C5 8 E H 6 C7 m/s (tanda negatif artinya arah ke kiri) Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 50
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 Pada tumbukan tidak lenting: A. 3 m/s 7 I 8 I A7 J 8 J 6 (7 I A7 J ) 8 H B. 5 m/s 0,025 8 I A0,030 (C2) 6 (0,025A0,030) 3 C. 6 m/s D. 9 m/s E. 18 m/s 0,0258 I C0,06 6 0,165 0,0258 I 6 0,165A0,06 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 0,0258 I 6 0,225 8 I 6 0,225 0,025 6 9 m/s Pada tumbukan tidak lenting: 7 m 8 m A7 n 8 n 6 `7 m A7 n a 8 H 0,050 8 I A3 0 6 (0,050A3) 0,5(8 n 6 0 karena diam) 0,0508 I 6 3,05 0,5 (coret 0,05) 8 I 6 3,05 10 8 I 6 30,5 m/s 8 6 O 6 Σ5 Σ7 6 7 m8 m A7 n 8 n 6 0,020 10A0,060 0 6 0,2 6 2,5 m/s 7 m A7 n 0,020 A 0,060 0,08 8 6 O 6 Σ5 Σ7 6 7 m8 m A7 n 8 n 6 0,040 100A0,960 0 6 4 7 m A7 n 0,040 A 0,960 1 6 4 m/s 8 6 7 I8 I A7 J 8 J 6 1 2A1 (C1) 6 1 6 0,5 m/s 7 I A7 J 1A1 2 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 8 6 7 I8 I A7 J 8 J 6 7 2A7 0 7 D. 1,0 m/s I A7 J 7A7 6 37 6 1,5 m/s 27 E. 0,5 m/s Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 51
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 B. 2,5 m/s searah gerak bola B C. 1,4 m/s searah gerak bola B 8 6 7 I8 I A7 J 8 J 6 0,4 6A0,6 (C8) 6 2,4C4,8 6 C2,4 m/s D. 2,4 m/s searah gerak bola A 7 I A7 J 0,4A0,6 1 E. 2,5 m/s searah gerak bola A 21. Dua troli A dan B masing-masing 1,5 kg bergerak saling mendekat dengan 8 I 6 4 m/s dan 8 J 6 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! 7 I 6 7 J 6 7 8 @ 6 4 m/s diam A B 8 6 7 I8 I A7 J 8 J 6 0,120 20A0,080 0 6 2,4 6 12 m/s 7 I A7 J 0,120 A 0,080 0,2 8 6 7 o8 o A7 p 8 p 6 800 25A200 0 6 20.000 6 20 m/s 7 o A7 p 800A200 1.000 8 6 7 I8 I A7 J 8 J 6 1,5 4A1,5 (C5) 7 I A7 J 1,5A1,5 Tanda negatif artinya searah dengan gerak bola B. 6 6C7,5 3 6 C1,5 6 C0,5 m/s 3 Tanda negatif artinya arah ke kiri. Menurut kesepakatan, kecepatan positif bila arahnya ke kanan. 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. 8 H I 6 0 m/s dan 8 H J 6 4 m/s B. 8 H I 6 4 m/s dan 8 H O 6 Σ5 J 6 0 m/s Σ7 6 47A0 6 2;tumbukan lenting sempurna artinya L 6 1 27 C. 8 H I 6 4 m/s dan 8 H 8 J 6 4 m/s H I 6 O(L A1)C8 I 6 2(1A1)C4 6 0 m/s D. 8 H I 6 14 m/s dan 8 H 8 H J 6 O(L A1)C8 J 6 2(1A1)C0 6 4 m/s J 6 0 m/s E. 8 H I 6 28 m/s dan 8 H J 6 1 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 52
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 O 6 Σ5 Σ7 6 36.000C30.000 6 1,5;L 6 1 4.000 B. Mobil A 15 m/s ke kiri dan truk B 21 m/s ke kanan C. Mobil A 21 m/s ke kanan dan truk B 15 m/s ke kiri 8 H I 6 O(LA1)CL8 I 6 1,5(1A1)C24 6 C21 m/s D. Mobil A 21 m/s ke kiri dan truk B 15 m/s ke kanan Tanda negatif artinya arah ke kiri. E. Mobil A 21 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 E kali kecepatan benda A mula-mula D (3) Momentum benda A sebelum tumbukan 62 kali momentum benda B sesudah tumbukan (4) Koefisien restitusi sama dengan nol Pernyataan di atas yang benar adalah... A. (1),(2) dan (3) B. (1) dan (3) C. (2) dan (4) D. (4) E. (1),(2),(3) dan (4) 8 J H 6 O(LA1)CL8 J 6 1,5(1A1)C(C12) 6 15 m/s O 6 Σ5 Σ7 6 40C48 6 C0,5;L 6 1 16 8 I H 6 O(LA1)CL8 I 6 (C0,5)(1A1)C4 6 C5 m/s 8 J H 6 O(LA1)CL8 J 6 (C0,5)(1A1)C(C8) 6 7 m/s Arahnya berlawanan dengan arah gerak semula. O 6 Σ5 Σ7 6 20C60 4A6 6 C4;L 6 1 8 I H 6 O(LA1)CL8 I 6 (C4)(1A1)C5 6 C13 m/s 8 J H 6 O(LA1)CL8 J 6 (C4)(1A1)C(C10) 6 2 m/s Arahnya berlawanan dengan arah gerak semula. h ostu 6 8 @ D 2v 8 @ 6 w2vh ostu 6 w2 10 0,8 6 16 6 4 m/s 9 6 y 9 6 7 8 6 7(8? C8 @ ) 6 0,5 (4C10) 6 0,5 (C6) 6 C3 Ns Kesepakatan tanda negatif artinya arah ke bawah. 1. Salah, ingat hukum kekekalan energi. 2. Benar, karena kecepatan menjadi setengahnya. 8 IJ 6 zm zo 6 o { { Do { 6 E D 8 I 3. Salah, ingat hukum kekekalan momentum ya! Ini buktinya 5 I 5 J H 6 7 I 8 I E D (27 I)8 I 6 1 1 4. Benar, L 6 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 53
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 Tinggi pantulan ke n adalah h ~ 6 L D~ h @ Sehingga tinggi pantulan pertama adalah h E 6 0,5 D 100 6 25 m 29. Pembahasan dan rangkuman SKL selanjutnya akan segera diupload... Tunggu selalu di http://pak-anang.blogspot.com. Makaci... J Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 54
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 TRIK SUPERKILAT: Diket: 7 6 20 g 6 0,02 kg;8 E 6 C4 ms E ;8 D 6 2 ms E 6 7(8 D C8 E ) 6 0,02.`2C(C4)a 6 0,02.6 6 0,12 N 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. Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 55