Bab 5: Momentum dan Impuls: Rahasia Gerak dan Tabarakan

Jawaban Benar: A. Impuls adalah perubahan momentum benda. Pembahasan: Impuls didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan waktu bekerjanya gaya, yaitu $I=F\cdot \Delta t$. Berdasarkan hukum impuls-momentum, impuls sama dengan perubahan momentum ($I=\Delta p$). Jadi, pernyataan yang paling tepat adalah bahwa impuls merupakan perubahan momentum benda. Impuls bisa bernilai positif atau negatif tergantung arah gaya, bergantung pada lamanya gaya bekerja, dan berlaku pada berbagai kondisi, tidak hanya pada tumbukan elastis.

Jawaban Benar: B. 4,5 m/s Pembahasan: Gunakan kekekalan momentum. Sebelum tumbukan momentum total $=0,6\times 4,0+0,4\times 0=2,4$ kg·m/s. Setelah tumbukan $0,6\times 1,0+0,4v_2=2,4$. Jadi $0,4v_2=2,4-0,6=1,8$. Maka $v_2=1,8/0,4=4,5$ m/s.

Jawaban Benar: C. Karena gaya reaksi (aksi-reaksi) dari semburan udara menghasilkan dorongan ke arah berlawanan. Pembahasan: Ketika udara bertekanan tinggi di dalam balon keluar ke satu arah (aksi), menurut hukum III Newton balon mendapat gaya reaksi ke arah berlawanan sehingga bergerak. Ini juga dapat dipandang lewat kekekalan momentum yaitu, keluarnya massa udara ke belakang memberi momentum ke belakang, sehingga balon memperoleh momentum sebaliknya.

Jawaban Benar: C. Karena gaya reaksi (aksi-reaksi) dari semburan udara menghasilkan dorongan ke arah berlawanan. Pembahasan: Ketika udara keluar dari mulut balon, balon mengalami gaya dorong ke arah yang berlawanan dengan arah semburan udara. Hal ini sesuai dengan Hukum III Newton (aksi–reaksi): udara terdorong keluar (aksi), sementara balon terdorong ke arah berlawanan (reaksi). Inilah sebabnya balon dapat meluncur menjauh tanpa harus ada dorongan dari luar.

Jawaban Benar: C. 21,93 N·s Pembahasan: Momentum A: $p_x=m_A{v}_A=8\times 2=16$ kg·m/s. Momentum B: $p_y=m_B{v}_B=5\times 3=15$ kg·m/s. Karena tegak lurus, resultan momentum $|\vec{p}|=\sqrt{16^2+15^2}=\sqrt{256+225}=\sqrt{481}\approx 21,9317$ kg·m/s, dibulatkan menjadi $21,93$ N·s (implus total sama dengan perubahan momentum total bila mula-mula nol).

Jawaban Benar: B. Tempat bercampurnya oksigen cair dan hidrogen cair untuk menghasilkan gas panas Pembahasan: Ruang bakar berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi pembakaran bahan bakar roket. Di dalam ruang ini, oksigen cair dan hidrogen cair bereaksi sehingga menghasilkan gas bersuhu tinggi dan bertekanan besar. Gas inilah yang kemudian dikeluarkan melalui nosel untuk menghasilkan dorongan ke depan.

Jawaban Benar: D. Impuls merupakan perubahan momentum suatu benda Pembahasan: Impuls didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan selang waktu kerjanya, atau integral gaya terhadap waktu. Secara hukum Newton, besarnya impuls sama dengan perubahan momentum benda. Jadi, setiap kali ada gaya bekerja dalam durasi tertentu, momentum benda pasti berubah sebesar impuls tersebut.

Jawaban Benar: C. Seorang pemain skateboard terdorong ke belakang ketika melempar bola berat ke depan Pembahasan: Ketika bola dilempar ke depan, bola memperoleh momentum ke arah depan. Untuk menjaga total momentum sistem tetap konstan, pemain skateboard harus terdorong ke arah berlawanan. Ini adalah contoh jelas hukum kekekalan momentum yang dapat diamati langsung dalam kehidupan sehari-hari.