Menguasai Rumus m.v = p.t: Contoh Soal dan Cara Penyelesaiannya

Rumus m.v = p.t merupakan salah satu konsep penting dalam fisika, terutama saat mempelajari hubungan antara momentum, gaya, dan waktu. Rumus ini sering muncul dalam topik momentum, impuls, dan gerak benda. Dengan memahami rumus ini, kamu dapat menghitung berbagai variabel seperti massa, kecepatan, impuls, dan waktu tumbukan benda. Artikel ini akan membahas contoh soal m.v = p.t lengkap dengan cara penyelesaian, penjelasan, dan tips agar mudah dipahami.

Baca juga:Contoh Soal P3K Epidemiologi dan Cara Menyelesaikannya

Memahami Rumus m.v = p.t

Rumus m.v = p.t berasal dari hubungan impuls dan momentum dalam fisika.

• m adalah massa benda dalam kilogram (kg)
• v adalah perubahan kecepatan benda dalam meter per detik (m/s)
• p adalah gaya (force) yang bekerja pada benda dalam newton (N)
• t adalah waktu gaya bekerja dalam detik (s)

Rumus ini bisa ditulis juga sebagai:$$p \cdot t = m \cdot \Delta v$$p⋅t=m⋅Δv

atau$$\text{Impuls} = \text{Perubahan momentum}$$Impuls=Perubahan momentum

Artinya, gaya yang bekerja pada benda selama selang waktu tertentu akan menghasilkan perubahan momentum pada benda tersebut.

Contoh Soal 1: Menghitung Perubahan Kecepatan

Soal: Sebuah benda bermassa 2 kg dikenai gaya 10 N selama 5 detik. Hitung perubahan kecepatan benda tersebut.

Penyelesaian: Gunakan rumus p.t = m.v. Diketahui p = 10 N, t = 5 s, m = 2 kg.$$m \cdot \Delta v = p \cdot t$$m⋅Δv=p⋅t $$2 \cdot \Delta v = 10 \cdot 5$$2⋅Δv=10⋅5 $$2 \cdot \Delta v = 50$$2⋅Δv=50 $$\Delta v = 50 / 2 = 25 \text{ m/s}$$Δv=50/2=25 m/s

Jawaban: 25 m/s

Contoh Soal 2: Menghitung Gaya

Soal: Sebuah benda bermassa 4 kg mengalami perubahan kecepatan 8 m/s selama 2 detik. Hitung gaya yang bekerja pada benda.

Penyelesaian: Rumus p.t = m.v. Diketahui m = 4 kg, Δv = 8 m/s, t = 2 s.$$p \cdot t = m \cdot \Delta v$$p⋅t=m⋅Δv $$p \cdot 2 = 4 \cdot 8$$p⋅2=4⋅8 $$2p = 32$$2p=32 $$p = 16 \text{ N}$$p=16 N

Jawaban: 16 N

Contoh Soal 3: Menghitung Waktu

Soal: Sebuah benda bermassa 3 kg dikenai gaya 12 N. Jika perubahan kecepatan benda adalah 18 m/s, berapa lama gaya tersebut bekerja?

Penyelesaian: Rumus p.t = m.v, m = 3 kg, Δv = 18 m/s, p = 12 N.$$12 \cdot t = 3 \cdot 18$$12⋅t=3⋅18 $$12t = 54$$12t=54 $$t = 54 / 12 = 4,5 \text{ s}$$t=54/12=4,5 s

Jawaban: 4,5 detik

Contoh Soal 4: Aplikasi dalam Tumbukan

Soal: Bola bermassa 0,5 kg dilempar dengan kecepatan 10 m/s dan mengenai dinding, kemudian memantul kembali dengan kecepatan 10 m/s. Jika waktu tumbukan dengan dinding 0,2 s, hitung gaya rata-rata yang bekerja pada bola.

Penyelesaian: Perubahan kecepatan Δv = v_akhir – v_awal = -10 – 10 = -20 m/s (arah berlawanan)$$p \cdot t = m \cdot \Delta v$$p⋅t=m⋅Δv $$p \cdot 0,2 = 0,5 \cdot 20$$p⋅0,2=0,5⋅20 $$0,2p = 10$$0,2p=10 $$p = 50 \text{ N}$$p=50 N

Jawaban: 50 N

Contoh Soal 5: Menghitung Massa

Soal: Sebuah gaya 24 N bekerja pada benda selama 3 detik sehingga kecepatan benda berubah sebesar 12 m/s. Tentukan massa benda.

Penyelesaian: Rumus p.t = m.v, p = 24 N, t = 3 s, Δv = 12 m/s.$$24 \cdot 3 = m \cdot 12$$24⋅3=m⋅12 $$72 = 12m$$72=12m $$m = 72 / 12 = 6 \text{ kg}$$m=72/12=6 kg

Jawaban: 6 kg

Contoh Soal 6: Gaya dengan Perubahan Momentum Negatif

Soal: Sebuah mobil bermassa 1.000 kg yang bergerak dengan kecepatan 20 m/s direm hingga berhenti dalam waktu 5 detik. Hitung besar gaya rem yang bekerja pada mobil.

Penyelesaian: Perubahan kecepatan Δv = 0 – 20 = -20 m/s, m = 1.000 kg, t = 5 s.$$p \cdot t = m \cdot \Delta v$$p⋅t=m⋅Δv $$p \cdot 5 = 1.000 \cdot 20$$p⋅5=1.000⋅20 $$5p = 20.000$$5p=20.000 $$p = 4.000 \text{ N}$$p=4.000 N

Jawaban: 4.000 N

Tips Menguasai Soal m.v = p.t

1. Identifikasi variabel yang diketahui: massa, gaya, waktu, atau perubahan kecepatan.
2. Gunakan rumus dasar p.t = m.v untuk menghitung variabel yang tidak diketahui.
3. Perhatikan tanda perubahan kecepatan. Jika arah berubah, Δv bisa negatif.
4. Pastikan satuan konsisten: kg untuk massa, m/s untuk kecepatan, N untuk gaya, s untuk waktu.
5. Latihan soal dengan variasi: gaya konstan, tumbukan, pengereman, atau perubahan arah.

Baca juga:Mahasiswa FEB Universitas Teknokrat Indonesia Raih Juara III Lomba Business Plan Festival Earth Dream 2025

Kesimpulan

Rumus m.v = p.t sangat penting dalam fisika karena menghubungkan gaya, waktu, dan perubahan momentum suatu benda. Dengan memahami rumus ini, kamu dapat menghitung perubahan kecepatan, gaya, massa, atau durasi gaya bekerja dalam berbagai situasi. Latihan dengan contoh soal nyata seperti tumbukan bola, pengereman mobil, atau benda yang didorong akan membuat pemahaman lebih kuat dan mempermudah penyelesaian soal fisika di sekolah atau ujian. Menguasai rumus ini juga membantu membangun konsep dasar dinamika benda dan gerak benda dalam kehidupan sehari-hari.

Penulis: Maharani Noeralifa