MOMENTUM DAN IMPULS

Tujuan pembelajaran :

•  Menunjukkan antara konsep impuls dan momentum berdasarkan pada hukum Newton tentang gerak dan hukum kekekalan momentum 
•  Mendeskripsikan jenis-jenis tumbukan
•  Menjelaskan pengertian tumbukan tak lenting, lenting sebagian, dan lenting sempurna

BAHAN AJAR 

A. IMPULS

Impuls adalah hasil kali gaya yang bekerja pada suatu benda yang bergerak pada suatu benda yang bergeak dengan lamanya waktu benda tersebut bergerak.

            Rumus :

            I = F.∆t 

Keterangan :

I     = impuls (Ns, kg m/s)

F    = gaya impuls (N, kg m/s²)

∆t   = selang waktu (s)

                  Contoh soal :

 Gaya sebesar 200 N bekerja selama 10 sekon pada benda yang diam. Berapakah  

impuls yang diberikan pada benda tersebut ?

Jawab :

Diketahui   : F = 200 N , ∆t = 10 sekon

Ditanya      : I = . . . ?

Penyelesaian :

I = F.∆t = 200 N .10 s = 2000 N

B. MOMENTUM

Momentum adalah hasil kali antara massa dan kecepatan serta merupakan besaran vektor. Arah vektor momentum searah dengan kecepatannya.

            Rumus : 

                           p = m.v

Keterangan  :

P    = momentum (kg m/s²)

m   = massa benda (kg)

v    = kecepatan (m/s)

                 Contoh Soal :

Sebuah mobil massanya 1 ton bergerak dengan kecepatan 90 km/jam. Berapakah 

besarnya momentum mobil tersebut ?

Jawab :

Diketahui   : m = 1 ton → 1000 kg,  v = 90 km/jam → 25 m/s

Ditanya :    : P = . . . ?

Penyelesaian :

P = m.v = 1000kg. 25m/s = 25000 Ns

C. HUBUNGAN IMPULS DAN MOMENTUM

     a. Rumus hubungan impuls dan momentum

             F. Δt = m(v₂ – v₁)

     b. Rumus hukum II Newton bentuk momentum

                   F = Δp / Δt

D. HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

Hukum kekekalambukan sama dengan jumlah momentunmomentum linear berbunyi:

“Jumlah momentum sesaat sebelum tumbukan samadengan jumlah momentum setelah tumbukan, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem.”

                  Rumus hukum kekekalan momentum:

E. TUMBUKAN

Tumbukan atau lentingan dapat dikatakan juga sebagaipantulan, karena terjadi pada dua buah benda yang salingberpadu dan memantul akibat dari paduan tersebut.

Pembagian jenis-jenis tumbukan tergantung nilai koefisien kelentingannya (restitusi). Nilai koefisien restitusi berkisarantara 0-1.

                  Rumus koefisien restitusi:

Keterangan :

v1 = kecepatan awal benda 1 (m/s)

v2 = kecepatan awal benda 2 (m/s)

v1' = kecepatan akhir benda 1 (m/s)

v2' = kecepatan akhir benda 2 (m/s)

     a. Tumbukan Lenting Sempurna

Ø Berlaku hukum kekekalan momentum

Ø Berlaku hukum kekekalan energi kinetik

                              Ø Nilai koefisien restitusi, e = 1

                                Gambar 1. Tumbukan lenting sempurna

     b. Tumbukan Lenting Sebagian 

Ø Berlaku hukum kekekalan momentum

Ø Tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik

Ø Nilai koefisien restitusi, 0 < e < 1

Ø Hanya salah satu benda yang menumbuk dan memantul

                              Ø Koefisien restitusi vertikal lenting sebagian

                    Gambar 2. Tumbukan Lenting Sebagian

     c. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Ø Berlaku hukum kekekalan momentum

Ø Tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik

Ø Nilai koefisien restitusi, e = 0

Ø Setelah tumbukan, dua benda menjadi satusehingga kecepatan setelah

    tumbukan sama(v₁ = v₂ = v)

                                   Gambar 3. Tumbukan Tidak Lenting sama sekali

                   Contoh Soal:

Sebuah bola bermassa 2 kg yang bergerak dengan kecepatan 10 m/smenabrak

bola lain yang sedang bergerak searah dengan kecepatan 3 m/s danbermassa 5

kg. Setelah tumbukan kedua bola bergerak bersama. Berapakahkelajuan kedua

bola setelah tumbukan?

Jawab:

Diketahui : m₁ = 2 kg, v₁ = 10 m/s, m₂ = 5 kg, v₂ = 3 m/s

Ditanya : v‘ = ....?

Penyelesaian :

v1‘ = v2‘ = v‘

m₁ v₁ + m₂ v₂ = m₁ v₁‘ + m₂ v₂‘

      2.10 + 5.3 = 2v‘ + 5v‘

                  35 = 7v‘

                   v‘ = 5 m/s