Momentum dan Impuls

1. Momentum

                       Momentum adalah hasil kali antara massa dan kecepatan. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut: P = m.vKeterangan

• P = momentum(kg.m/s)

• M=massa(kg)

• V=kecepatan(m/s)

Jadi momentum adalah besaran yang dimiliki oleh sebuah benda atau partikel yang bergerak.             Momentum berbanding lurus dengan massa dan kecepatan. Semakin besar massa, semakin besar momentum. Demikian juga semakin besar kecepatan, semakin besar momentum. Misalnya terdapat dua mobil, sebut saja mobil A dan mobil B. Jika massa mobil A lebih besar dari massa mobil B dan kedua mobil bergerak dengan kecepatan yang sama maka mobil A mempunyai momentum lebih besar daripada mobil B. Demikian juga jika mobil A dan mobil B mempunyai mempunyai massa sama dan mobil A bergerak lebih cepat daripada mobil B maka momentum mobil A lebih besar daripada momomentum mobil B. Apabila sebuah benda bermassa tidak bergerak atau diam maka momentum benda tersebut nol.Satuan internasional momentum adalah kilogram meter / sekon, disingkat kg m/s.Contoh soalSebuah bus bermassa 5 ton bergerak dengan kecepatan tetap 10 m/s. Berapa momentumyang dimiliki bus tersebut?Penyelesaian:Dengan menggunakan persamaan diatas maka kita mendapatkan besar momentum bus sebesar P = mvP = 5000 kg x 20 m/sP= 100000 kg m/s(catatan 1 ton = 1000 kg)2. Impuls                             Impuls adalah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu hanya sesaat. AtauImpuls adalah peristiwa bekerjanya gaya dalam waktu yang sangat singkat. Contoh dari kejadian impuls adalah: peristiwa seperti bola ditendang, bola tenis dipukul karena pada saat tendangan dan pukulan, gaya yang bekerja sangat singkat.I=F.ΔtKeterangan

• I= impuls

• F=gaya(N)

• Δt=selang waktu(s)

Contoh:Sebuah bola dipukul dengan gaya 50 Newton dengan waktu 0,01 sekon. Berapa besar Impuspada bola tersebut?PenyelesaianDengan menggunakan persamaan diatas makaI=F.ΔtI=50 N. 0,01sI=0,5 Ns
Impuls sama dengan perubahan momentum                                        Misalnya kita akan menghitung besar impuls yang diberikan bola yang menumbuk sebuah tembok. Impuls dapat diukur jika kita dapat mengukur gaya rata-rata (F) yang diberikan dan selang waktu (∆t)gaya tersebut kontak dengan tembok. Karena sangat sulit untuk mengukur gaya yang bervariasi dan juga sulit mengukur lamanya bola kontak dengan tembok karena proses berlangsung cepat, maka untuk mengukur impuls lebih mudah menggunakan bantuan besaran momentum.Contoh Soal :Sebuah bola sepak massa 200 gram menggelinding ke arah timur dengan kecepatan 2 m/s. Ditendang dalam waktu 0,1 sekon. Sehingga kecepatannya menjadi 8 m/s pada arah yang sama. Tentukan gaya yang diberikan kaki penendang terhadap bola!












3. Hubungan Momentum dan Impuls

Contoh penerapan hubungan antara impuls dan momentum

1. Hubungan ini menyatakan benda yang mempunyai momentum lebih besar dapat menimbulkan impuls atau gaya yang lebih besar. Contoh: sebuah truk dan sebuah sepeda menabrak sebuah pohon dengan kecepatan yang sama. Truk akan memberikan impuls yang lebih besar karena momentum truk lebih besar (massa truk lebih besar)

1. Dalam waktu kontak yang lebih singkat dapat menimbulkan gaya yang lebih besar. Contoh: seorang karateka yang hendak menghancurkan sebuah papan akan memberikan kecepatan tinggi pada tangannya agar momentumnya besar, momentum ini akan menjadi nol saat ia memberikan impuls pada papan. Dalam memberikan impuls ini ia akan berusaha agar kontak terjadi sesingkat mungkin sehingga gaya yang diberikannya besar.

4. Hukum Kekekalan Momentum

  ‘Jumlah momentum benda-benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda-benda itu’

Ini berarti momentum total suatu sistem yang terisolasi setiap saatnya sama dengan momentum awalnya. Jika digambarkan:

Gambar di atas menunjukkan bola dengan massa 1 ( m₁) dan massa 2 ( m₂) yang bergerak berlawanan arah dalam satu garis lurus dengan kecepatan berturut-turut sebesar  v₁dan v₂. Setelah keduanya bertumbukan masing-masing kecepatannya berubah menjadi  v₁’ dan v₂’

Secara matematis hukum kekekalan momentum dapat dinyatakan dengan:

Dengan:

p₁, p₂  : momentum benda 1 dan 2 sebelum tumbukan (kg.m/s)

p₁’, p₂’ : momentum benda 1 dan 2 setelah tumbukan (kg.m/s)

m₁, m₂  : massa benda 1 dan 2 (kg)

v₁, v₂   : kecepatan benda 1 dan 2 sebelum tumbukan (m/s)

v₁’, v₂’ : kecepatan benda 1 dan 2 sesudah tumbukan (m/s)

Hukum kekekalan momentum hanya berlaku jika jumlah gaya luar pada benda-benda yang bertumbukan sama dengan nol

Jenis - jenis Tumbukan

1. Tumbukan Lenting Sempurna (Perfectly Elastic Collision)Tumbukan lenting sempurna terjadi antara dua benda jika gaya yang bekerja pada kedua benda merupakan gaya konservatif sehingga energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama

2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali (Perfectly Inelastic)

Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, sesudah tumbukan kedua benda akan bersatu dan bergerak bersama-sama dengan kecepatan yang sama

3. Tumbukan Lenting Sebagian

Dalam tumbukan lenting sempurna ∆v’ = −∆v atau  −∆v’/ ∆v = 1
Rasio dari  −∆v’/ ∆v disebut sebagai koefisien restitusi (e)

Koefisien restitusi (e) adalah negatif perbandingan antara kecepatan relatif sesaat sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sesaat sebelum tumbukan, untuk tumbukan satu dimensi. 

Contoh Soal

Dua buah benda bergerak saling mendekati dan bertumbukan secara lenting sempurna seperti ditunjukkan pada gambar. Hitunglah kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan

Sumber

https://fisikareview.wordpress.com/2014/01/19/jenis-jenis-tumbukan/

http://fisikasmasmk.blogspot.com/2012/01/momentum-impuls.html

http://pembelajaranfisikauny.blogspot.com/2012/12/hukum-kekekalan-momentum_4.htmlhttp://pembelajaranfisikauny.blogspot.com/2012/12/hukum-kekekalan-momentum_4.html