Contoh soal impuls membantu siswa memahami hubungan antara gaya yang bekerja pada benda, lama gaya tersebut bekerja, dan perubahan momentum benda. Materi impuls merupakan bagian penting dalam fisika, khususnya pada pembahasan momentum dan tumbukan.
Impuls adalah hasil kali antara gaya yang bekerja pada benda dengan selang waktu gaya tersebut bekerja. Secara matematis, rumus impuls dapat dituliskan:
I = F Δt
Keterangan:
I = impuls (N·s)
F = gaya (N)
Δt = selang waktu (s)
Impuls juga memiliki hubungan langsung dengan perubahan momentum. Hubungan tersebut dinyatakan dengan:
I = Δp
atau:
I = p₂ − p₁
Karena momentum dirumuskan sebagai hasil kali massa dan kecepatan, maka:
p = mv
sehingga:
I = mv₂ − mv₁
Dari hubungan tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin besar perubahan momentum suatu benda, semakin besar pula impuls yang diterimanya.
Konsep impuls dapat ditemukan dalam berbagai peristiwa sehari-hari. Misalnya, ketika seseorang menendang bola, menangkap bola, memukul benda, atau menghentikan kendaraan, terjadi gaya yang bekerja selama selang waktu tertentu sehingga momentum benda berubah.
Dalam mengerjakan soal impuls, perhatikan besar gaya, waktu kontak, massa benda, kecepatan awal, dan kecepatan akhir. Pastikan satuan waktu diubah ke sekon dan kecepatan menggunakan satuan yang konsisten.
Soal Nomor 1
Pertanyaan
Sebuah gaya sebesar 20 N bekerja pada sebuah benda selama 0,5 sekon. Besar impuls yang diberikan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 N·s
B. 10 N·s
C. 15 N·s
D. 20 N·s
E. 40 N·s
Jawaban Benar
B. 10 N·s
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
I = F Δt
I = 20 × 0,5
= 10 N·s
Jadi, besar impuls adalah 10 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls dari gaya dan waktu.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menggunakan rumus impuls untuk menentukan besar impuls.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 2
Pertanyaan
Sebuah gaya sebesar 50 N bekerja pada benda selama 0,2 sekon. Besar impulsnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 N·s
B. 8 N·s
C. 10 N·s
D. 12 N·s
E. 15 N·s
Jawaban Benar
C. 10 N·s
Pembahasan Lengkap
I = F Δt
= 50 × 0,2
= 10 N·s
Jadi, impuls yang diberikan adalah 10 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan impuls berdasarkan gaya dan interval waktu.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 3
Pertanyaan
Sebuah benda menerima impuls sebesar 24 N·s selama 0,8 sekon. Besar gaya rata-rata yang bekerja adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 20 N
B. 25 N
C. 30 N
D. 35 N
E. 40 N
Jawaban Benar
C. 30 N
Pembahasan Lengkap
Dari:
I = F Δt
maka:
F = I/Δt
= 24/0,8
= 30 N
Jadi, gaya rata-ratanya adalah 30 N.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan gaya dari impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu mengubah persamaan impuls untuk mencari gaya rata-rata.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 4
Pertanyaan
Sebuah gaya 40 N bekerja selama 0,25 sekon pada suatu benda. Impuls yang dihasilkan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 N·s
B. 8 N·s
C. 10 N·s
D. 15 N·s
E. 20 N·s
Jawaban Benar
C. 10 N·s
Pembahasan Lengkap
I = F Δt
= 40 × 0,25
= 10 N·s
Jadi, impulsnya adalah 10 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan impuls dari besarnya gaya dan durasi gaya bekerja.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 5
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Momentum benda tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 kg·m/s
B. 5 kg·m/s
C. 7 kg·m/s
D. 10 kg·m/s
E. 15 kg·m/s
Jawaban Benar
D. 10 kg·m/s
Pembahasan Lengkap
Momentum dirumuskan:
p = mv
p = 2 × 5
= 10 kg·m/s
Jadi, momentumnya adalah 10 kg·m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan momentum dari massa dan kecepatan.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 6
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam. Setelah menerima impuls, kecepatannya menjadi 3 m/s. Besar impuls yang diterima benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 4 N·s
B. 8 N·s
C. 10 N·s
D. 12 N·s
E. 16 N·s
Jawaban Benar
D. 12 N·s
Pembahasan Lengkap
Gunakan hubungan:
I = Δp
Karena mula-mula diam:
p₁ = 0
Momentum akhir:
p₂ = mv
= 4 × 3
= 12 kg·m/s
Maka:
I = 12 N·s
Jadi, impuls yang diterima adalah 12 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan impuls dari perubahan momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghubungkan impuls dengan perubahan momentum benda.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 7
Pertanyaan
Sebuah bola bermassa 0,5 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Jika bola berhenti setelah ditangkap, besar perubahan momentumnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2,5 kg·m/s
B. 5 kg·m/s
C. 7,5 kg·m/s
D. 10 kg·m/s
E. 15 kg·m/s
Jawaban Benar
B. 5 kg·m/s
Pembahasan Lengkap
Momentum awal:
p₁ = mv₁
= 0,5 × 10
= 5 kg·m/s
Momentum akhir:
p₂ = 0
Perubahan momentum:
Δp = p₂ − p₁
= 0 − 5
= −5 kg·m/s
Besarnya perubahan momentum adalah:
5 kg·m/s
Maka besar impuls juga 5 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan perubahan momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan perubahan momentum ketika benda mengalami perubahan kecepatan.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 8
Pertanyaan
Sebuah bola bermassa 1 kg bergerak dengan kecepatan 6 m/s ke kanan kemudian berbalik arah dengan kecepatan 4 m/s. Besar perubahan momentumnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 kg·m/s
B. 6 kg·m/s
C. 8 kg·m/s
D. 10 kg·m/s
E. 12 kg·m/s
Jawaban Benar
D. 10 kg·m/s
Pembahasan Lengkap
Ambil arah kanan sebagai positif.
v₁ = +6 m/s
v₂ = −4 m/s
Perubahan momentum:
Δp = m(v₂ − v₁)
= 1(−4 − 6)
= −10 kg·m/s
Besarnya perubahan momentum:
10 kg·m/s
Jadi, besar impulsnya juga 10 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis perubahan arah dan momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu memperhitungkan tanda kecepatan dalam menentukan perubahan momentum.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 9
Pertanyaan
Sebuah benda menerima impuls 15 N·s. Jika massa benda 3 kg dan mula-mula diam, kecepatan akhir benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 3 m/s
B. 4 m/s
C. 5 m/s
D. 6 m/s
E. 8 m/s
Jawaban Benar
C. 5 m/s
Pembahasan Lengkap
Karena:
I = Δp
Benda mula-mula diam, sehingga:
I = mv
15 = 3v
v = 15/3
= 5 m/s
Jadi, kecepatan akhir benda adalah 5 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan kecepatan dari impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menggunakan hubungan impuls dan momentum untuk menentukan kecepatan akhir.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 10
Pertanyaan
Pernyataan yang paling tepat mengenai impuls adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Impuls hanya bergantung pada massa benda
B. Impuls merupakan hasil kali gaya dan selang waktu
C. Impuls selalu bernilai nol
D. Impuls tidak berhubungan dengan momentum
E. Impuls hanya terjadi pada benda diam
Jawaban Benar
B. Impuls merupakan hasil kali gaya dan selang waktu
Pembahasan Lengkap
Impuls dirumuskan:
I = F Δt
Impuls juga sama dengan perubahan momentum:
I = Δp
Jadi, impuls berkaitan langsung dengan gaya, waktu kontak, dan perubahan momentum benda.
Kompetensi yang Diukur
Memahami konsep dasar impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menjelaskan hubungan impuls dengan gaya, waktu, dan momentum.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 11
Pertanyaan
Sebuah gaya sebesar 60 N bekerja pada sebuah benda selama 0,5 sekon. Besar impuls yang diberikan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 20 N·s
B. 25 N·s
C. 30 N·s
D. 35 N·s
E. 40 N·s
Jawaban Benar
C. 30 N·s
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
I = F Δt
I = 60 × 0,5
= 30 N·s
Jadi, besar impuls yang diberikan adalah 30 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls berdasarkan gaya dan waktu.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menggunakan rumus impuls untuk menentukan besar impuls.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 12
Pertanyaan
Sebuah benda menerima impuls sebesar 40 N·s selama 2 sekon. Besar gaya rata-rata yang bekerja pada benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 25 N
E. 30 N
Jawaban Benar
C. 20 N
Pembahasan Lengkap
Dari rumus:
I = F Δt
maka:
F = I/Δt
= 40/2
= 20 N
Jadi, gaya rata-rata yang bekerja adalah 20 N.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan gaya dari impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu mengubah persamaan impuls untuk mencari gaya rata-rata.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 13
Pertanyaan
Sebuah gaya sebesar 25 N bekerja selama 0,4 sekon pada sebuah benda. Besar impulsnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 N·s
B. 8 N·s
C. 10 N·s
D. 12 N·s
E. 15 N·s
Jawaban Benar
C. 10 N·s
Pembahasan Lengkap
I = F Δt
= 25 × 0,4
= 10 N·s
Jadi, impuls yang dihasilkan adalah 10 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan impuls dari gaya dan selang waktu.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 14
Pertanyaan
Sebuah bola bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 8 m/s. Momentum bola tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 4 kg·m/s
B. 8 kg·m/s
C. 10 kg·m/s
D. 16 kg·m/s
E. 20 kg·m/s
Jawaban Benar
D. 16 kg·m/s
Pembahasan Lengkap
Momentum dirumuskan:
p = mv
p = 2 × 8
= 16 kg·m/s
Jadi, momentum bola adalah 16 kg·m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan momentum dari massa dan kecepatan benda.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 15
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 5 kg mula-mula diam. Setelah mendapat impuls, benda bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Besar impuls yang diterima benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N·s
B. 15 N·s
C. 20 N·s
D. 25 N·s
E. 30 N·s
Jawaban Benar
C. 20 N·s
Pembahasan Lengkap
Karena benda mula-mula diam:
p₁ = 0
Momentum akhir:
p₂ = mv
= 5 × 4
= 20 kg·m/s
Karena:
I = Δp
maka:
I = 20 − 0
= 20 N·s
Jadi, impulsnya adalah 20 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan impuls berdasarkan perubahan momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghubungkan impuls dengan perubahan momentum.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 16
Pertanyaan
Sebuah bola bermassa 0,5 kg bergerak dengan kecepatan 12 m/s kemudian berhenti. Besar impuls yang diterima bola adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 4 N·s
B. 5 N·s
C. 6 N·s
D. 8 N·s
E. 12 N·s
Jawaban Benar
C. 6 N·s
Pembahasan Lengkap
Momentum awal:
p₁ = mv₁
= 0,5 × 12
= 6 kg·m/s
Momentum akhir:
p₂ = 0
Perubahan momentum:
Δp = 0 − 6 = −6 kg·m/s
Besar impuls:
|I| = 6 N·s
Jadi, besar impulsnya adalah 6 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls dari perubahan momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan besar impuls saat benda berhenti.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 17
Pertanyaan
Sebuah bola bermassa 1 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 5 m/s kemudian berbalik ke kiri dengan kecepatan 3 m/s. Besar perubahan momentumnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 kg·m/s
B. 5 kg·m/s
C. 8 kg·m/s
D. 10 kg·m/s
E. 15 kg·m/s
Jawaban Benar
C. 8 kg·m/s
Pembahasan Lengkap
Ambil arah kanan sebagai positif.
v₁ = +5 m/s
v₂ = −3 m/s
Perubahan momentum:
Δp = m(v₂ − v₁)
= 1(−3 − 5)
= −8 kg·m/s
Besarnya perubahan momentum:
8 kg·m/s
Jadi, besar impulsnya juga 8 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis perubahan arah gerak.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu memperhitungkan arah kecepatan dalam menentukan perubahan momentum.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 18
Pertanyaan
Sebuah gaya 100 N bekerja pada sebuah benda selama 0,1 sekon. Impuls yang diberikan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 1 N·s
B. 5 N·s
C. 10 N·s
D. 20 N·s
E. 100 N·s
Jawaban Benar
C. 10 N·s
Pembahasan Lengkap
I = F Δt
= 100 × 0,1
= 10 N·s
Jadi, impuls yang diberikan adalah 10 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan besar impuls dari gaya dan waktu kontak.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 19
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Setelah menerima gaya selama selang waktu tertentu, kecepatannya menjadi 8 m/s dengan arah yang sama. Besar perubahan momentum benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 8 kg·m/s
B. 10 kg·m/s
C. 12 kg·m/s
D. 15 kg·m/s
E. 20 kg·m/s
Jawaban Benar
C. 12 kg·m/s
Pembahasan Lengkap
Gunakan:
Δp = m(v₂ − v₁)
= 4(8 − 5)
= 4 × 3
= 12 kg·m/s
Karena impuls sama dengan perubahan momentum, impuls yang diterima benda juga sebesar 12 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung perubahan momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan perubahan momentum dari massa dan perubahan kecepatan.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 20
Pertanyaan
Pernyataan yang tepat mengenai hubungan impuls dan momentum adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Impuls selalu lebih kecil daripada momentum
B. Impuls tidak berhubungan dengan momentum
C. Impuls sama dengan perubahan momentum benda
D. Momentum sama dengan gaya dikali waktu
E. Impuls hanya bergantung pada massa
Jawaban Benar
C. Impuls sama dengan perubahan momentum benda
Pembahasan Lengkap
Hubungan antara impuls dan momentum dinyatakan dengan:
I = Δp
Artinya, impuls yang bekerja pada sebuah benda menyebabkan perubahan momentum. Impuls juga dapat dihitung menggunakan:
I = F Δt
Dengan demikian, gaya yang bekerja selama selang waktu tertentu dapat menyebabkan perubahan momentum benda.
Kompetensi yang Diukur
Memahami hubungan impuls dan momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menjelaskan hubungan matematis antara impuls dan perubahan momentum.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 21
Pertanyaan
Sebuah bola bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Setelah ditendang, kecepatannya menjadi 10 m/s dengan arah yang sama. Besar impuls yang diterima bola adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 4 N·s
B. 6 N·s
C. 8 N·s
D. 10 N·s
E. 12 N·s
Jawaban Benar
C. 8 N·s
Pembahasan Lengkap
Gunakan hubungan impuls dan perubahan momentum:
I = Δp = m(v₂ − v₁)
I = 2(10 − 6)
= 2 × 4
= 8 N·s
Jadi, besar impuls yang diterima bola adalah 8 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls dari perubahan momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan impuls berdasarkan massa dan perubahan kecepatan benda.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 22
Pertanyaan
Sebuah bola bermassa 0,4 kg bergerak dengan kecepatan 15 m/s kemudian berhenti. Besar impuls yang diterima bola adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 4 N·s
B. 5 N·s
C. 6 N·s
D. 8 N·s
E. 10 N·s
Jawaban Benar
C. 6 N·s
Pembahasan Lengkap
Momentum awal:
p₁ = mv₁
= 0,4 × 15
= 6 kg·m/s
Karena bola berhenti:
p₂ = 0
Maka:
Δp = 0 − 6 = −6 kg·m/s
Besarnya impuls:
|I| = 6 N·s
Jadi, besar impuls adalah 6 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan impuls saat benda berhenti.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung perubahan momentum ketika kecepatan akhir benda nol.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 23
Pertanyaan
Sebuah gaya rata-rata 50 N bekerja pada benda selama 0,2 sekon. Impuls yang dihasilkan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 N·s
B. 10 N·s
C. 15 N·s
D. 20 N·s
E. 25 N·s
Jawaban Benar
B. 10 N·s
Pembahasan Lengkap
Gunakan:
I = F Δt
I = 50 × 0,2
= 10 N·s
Jadi, besar impuls adalah 10 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan impuls dari gaya rata-rata dan waktu kontak.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 24
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 3 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Jika benda menerima impuls sebesar 9 N·s searah dengan geraknya, kecepatan akhir benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 m/s
B. 6 m/s
C. 7 m/s
D. 8 m/s
E. 9 m/s
Jawaban Benar
A. 7 m/s
Pembahasan Lengkap
Gunakan:
I = m(v₂ − v₁)
9 = 3(v₂ − 4)
3 = v₂ − 4
v₂ = 7 m/s
Jadi, kecepatan akhir benda adalah 7 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan kecepatan akhir dari impuls.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menggunakan hubungan impuls dan momentum untuk mencari kecepatan akhir.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 25
Pertanyaan
Sebuah bola bermassa 1 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 8 m/s kemudian dipukul sehingga bergerak ke kiri dengan kecepatan 4 m/s. Besar impuls yang diberikan pada bola adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 4 N·s
B. 8 N·s
C. 10 N·s
D. 12 N·s
E. 16 N·s
Jawaban Benar
D. 12 N·s
Pembahasan Lengkap
Ambil arah kanan sebagai positif:
v₁ = +8 m/s
v₂ = −4 m/s
Maka:
Δp = m(v₂ − v₁)
= 1(−4 − 8)
= −12 kg·m/s
Besar impuls:
|I| = 12 N·s
Jadi, besar impulsnya adalah 12 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis impuls ketika arah gerak berubah.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu memperhatikan tanda kecepatan ketika benda mengalami perubahan arah.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 26
Pertanyaan
Sebuah gaya 200 N bekerja selama 0,05 sekon pada sebuah benda. Besar impuls yang diberikan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 N·s
B. 8 N·s
C. 10 N·s
D. 15 N·s
E. 20 N·s
Jawaban Benar
C. 10 N·s
Pembahasan Lengkap
I = F Δt
= 200 × 0,05
= 10 N·s
Jadi, impuls yang diberikan adalah 10 N·s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung impuls dari gaya dan waktu.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menggunakan rumus impuls pada waktu kontak yang singkat.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 27
Pertanyaan
Sebuah benda menerima gaya rata-rata 80 N selama 0,25 sekon. Perubahan momentum benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 kg·m/s
B. 15 kg·m/s
C. 20 kg·m/s
D. 25 kg·m/s
E. 30 kg·m/s
Jawaban Benar
C. 20 kg·m/s
Pembahasan Lengkap
Karena:
I = Δp
Hitung impuls:
I = F Δt
= 80 × 0,25
= 20 N·s
Maka perubahan momentum juga sebesar:
20 kg·m/s
Kompetensi yang Diukur
Menghubungkan impuls dengan perubahan momentum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan perubahan momentum berdasarkan gaya dan selang waktu.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 28
Pertanyaan
Dua benda menerima impuls yang sama besar. Benda A memiliki massa 2 kg, sedangkan benda B memiliki massa 4 kg. Jika keduanya mula-mula diam, perbandingan kecepatan akhir A dan B adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 1 : 1
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 4 : 1
E. 4 : 2
Jawaban Benar
C. 2 : 1
Pembahasan Lengkap
Karena impuls sama dan kedua benda mula-mula diam:
I = mv
Maka:
v = I/m
Untuk benda A:
vA = I/2
Untuk benda B:
vB = I/4
Perbandingan:
vA : vB = I/2 : I/4
= 2 : 1
Jadi, perbandingan kecepatan akhir A dan B adalah 2 : 1.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan impuls, massa, dan kecepatan.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu membandingkan kecepatan benda berdasarkan impuls dan massa.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sulit.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 29
Pertanyaan
Dalam peristiwa menangkap bola, seorang pemain menarik tangannya ke belakang agar waktu kontak antara tangan dan bola menjadi lebih lama. Tujuan tindakan tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Memperbesar massa bola
B. Memperkecil perubahan momentum
C. Memperkecil gaya rata-rata yang diterima tangan
D. Memperbesar kecepatan bola
E. Menghilangkan momentum bola tanpa gaya
Jawaban Benar
C. Memperkecil gaya rata-rata yang diterima tangan
Pembahasan Lengkap
Hubungan impuls:
I = F Δt = Δp
Untuk perubahan momentum yang sama, memperbesar waktu kontak Δt akan membuat gaya rata-rata F menjadi lebih kecil.
Itulah sebabnya tangan ditarik ke belakang saat menangkap bola agar gaya yang dirasakan tangan dapat berkurang.
Kompetensi yang Diukur
Menerapkan konsep impuls dalam kehidupan sehari-hari.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menjelaskan hubungan antara waktu kontak dan gaya pada peristiwa impuls.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 30
Pertanyaan
Pernyataan yang paling tepat mengenai impuls adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Impuls hanya ditentukan oleh massa benda
B. Impuls merupakan hasil kali gaya dengan selang waktu dan sama dengan perubahan momentum
C. Impuls tidak memiliki hubungan dengan momentum
D. Impuls selalu bernilai nol ketika benda bergerak
E. Semakin lama gaya bekerja, impuls selalu semakin kecil
Jawaban Benar
B. Impuls merupakan hasil kali gaya dengan selang waktu dan sama dengan perubahan momentum
Pembahasan Lengkap
Impuls dirumuskan:
I = F Δt
Impuls juga memiliki hubungan dengan momentum:
I = Δp
Artinya, impuls merupakan perubahan momentum yang dialami suatu benda akibat gaya yang bekerja selama selang waktu tertentu.
Kompetensi yang Diukur
Memahami konsep impuls secara menyeluruh.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menjelaskan hubungan antara gaya, waktu, impuls, dan perubahan momentum.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Kesimpulan
Contoh soal impuls membantu memahami hubungan antara gaya, selang waktu, momentum, dan perubahan momentum. Rumus utama yang perlu dikuasai adalah:
I = F Δt
dan:
I = Δp
Karena momentum dirumuskan sebagai:
p = mv
maka perubahan momentum dapat dihitung dengan:
Δp = m(v₂ − v₁)
Dalam soal, perhatikan arah gerak benda. Jika benda berbalik arah, kecepatan akhir harus diberi tanda berlawanan dengan kecepatan awal sehingga perubahan momentum dapat dihitung dengan benar.
Konsep impuls juga memiliki banyak penerapan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, memperpanjang waktu kontak saat menangkap bola dapat mengurangi gaya rata-rata yang diterima tangan. Dengan memahami hubungan tersebut dan rutin berlatih, berbagai soal impuls dapat diselesaikan dengan lebih cepat, tepat, dan sistematis.
