Latihan Fisika Kelas X Impuls dan Momentum Linear
# 6
Pilgan

Mangga P dan Q memiliki massa yang berbeda yaitu berturut-turut m dan 2m. Mangga P berada pada ketinggian h, sedangkan mangga Q berada pada ketinggian 14\frac{1}{4}h. Jika secara bersamaan kedua mangga jatuh bebas dan mangga P menyentuh tanah dengan energi kinetik EK, maka mangga Q akan menyentuh tanah dengan momentum ....

A

14p\frac{1}{4}p

B

12p\frac{1}{2}p

C

pp

D

2p2p

E

4p4p

Pembahasan:

Diketahui:

Massa P mP = m

Massa Q mQ = 2m

Ketinggian P hP = h

Ketinggian Q hQ = 14h\frac{1}{4}h

Energi Kinetik P EKP = EK

Ditanya:

Momentum Q pQ = ?

Dijawab:

Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda saat benda bergerak dengan kecepatan tertentu. Hubungan antara energi kinetik dengan momentum dapat diuraikan melalui persamaan berikut

EK=12mv2EK=\frac{1}{2}mv^2 \rightarrow dengan p = mvp\ =\ mv

EK=(mv22)(mm)EK=\left(\frac{mv^2}{2}\right)\left(\frac{m}{m}\right)

EK=m2v22mEK=\frac{m^2v^2}{2m}

EK=p22mEK=\frac{p^2}{2m}

sehingga didapatkan hubungan yaitu EK p2EK\ \sim p^2

Sementara itu, berdasarkan teorema usaha-energi dalam kasus gerak jatuh bebas, energi kinetik sama dengan enegi potensial, sehingga

EK =EPEK\ =EP

p22m =mgh\frac{p^2}{2m}\ =mgh

p2 =2m2ghp^2\ =2m^2gh

Diperoleh hubungan lagi yaitu EK p2 m2hEK\ \sim p^2\ \sim m^2h , sehingga

pP2pQ2 =mP2hPmQ2hQ\frac{p_P^2}{p_Q^2}\ =\frac{m_P^2h_P}{m_Q^2h_Q}

p2pQ2 =m2h(2m)2(14h)\frac{p^2}{p_Q^2}\ =\frac{m^2h}{\left(2m\right)^2\left(\frac{1}{4}h\right)}

p2pQ2 =m2h4m214h\frac{p^2}{p_Q^2}\ =\frac{m^2h}{4m^2\frac{1}{4}h}

p2pQ2 =m2hm2h\frac{p^2}{p_Q^2}\ =\frac{m^2h}{m^2h}

p2pQ2=1\frac{p^2}{p_Q^2}=1

pQ =pp_Q\ =p

Jadi, momentum mangga Q adalah sebesar p.