Home » » Impuls dan Momentum

Impuls dan Momentum

Written By Harso Adjie Brotosukmono on Sabtu, 29 November 2014 | 12.23

Berbagai Aplikasi Impuls dan Momentum di Kehidupan Sehari-hari

Sudah lama sekali kayaknya semenjak post terakhir, dan itu juga masih ngebahas pelajaran kelas 10. Nah, sekarang kita move on ke kelas 11 ya hehe naik kelas ceritanya #jayus. Jadi kira-kira kenapa saya tidak ngepost selama itu? Cari pacar baru Masuk TV  Ngerjain Tugas Sejarah yang Naudzubillah Banyaknya Males.

Oke jadi yang bakal dibahas adalah Impuls dan Momentum. Impuls dan Momentum merupakan topik baru yang belum pernah diajarkan dimana-mana sebelumnya. Cakupannya juga sangat luas, namun kali ini kita hanya belajar yang dasar-dasarnya saja.

Pengertian Impuls Momentum

Berawal dari pengertiannya, Impuls dan Momentum sekilas merupakan dua besaran yang sama, namun definisinya yang berbeda. Sama ketika kita menyebutkan Usaha dan Energi, Keduanya sama saja, namun definisinya berbeda.

Impuls adalah gaya yang bekerja pada selang waktu tertentu. Gaya itu disebut Gaya Impulsif. dirumuskan dengan:
I = F.Δt
I = Impuls (kg.m/s atau Ns)
F = Gaya (kg.m/satau N)
Δt = Selang waktu (s)

Jadi kalau kita mendorong benda dengan gaya 200 N selama 5 detik, Impulsnya adalah 1000 Ns.

Momentum merupakan derajat kesukaran untuk menghentikan sebuah benda. Dua faktor yang mempengaruhinya adalah massa dan kecepatan. Apakah sobat brotot bisa mengehentikan seekor gajah yang bergerak? mungkin bisa, namun sulit karena gajah memiliki massa yang besar.
Lalu, apakah sobat brotot bisa menghentikan elektron yang bergerak mendekati kecepatan cahaya (c)?  sangat sulit, karena elektron memiliki kecepatan yang sangat tinggi, walau massanya kecil.
Karena itu, Momentum dirumuskan dengan:
P = m.v
P = Momentum (kg.m/s atau Ns)
m =  massa (kg)
v = kecepatan (m/s)

Jadi, bila sebuah benda memiliki massa 10 kg dan bergerak 10 m/s, momentumnya adalah 100 Ns.

Hubungan Impuls dengan Momentum

Walaupun memiliki satuan yang sama, namun Impuls dan Momentum adalah dua hal dengan definisi yang berbeda. Namun mereka memiliki keterkaitan yaitu Impuls merupakan perubahan momentum. Dapat dibuktikan dengan rumus berikut:
I = F.Δt
I = m.a.Δt
I = m.[(v2-v1)/Δt].Δt
coret Δt didapatkan:
I = m(v2-v1)
I = m.Δv
I = ΔP

Tumbukan dan Koefisien Restitusi

Tumbukan atau menurut KBBI, Tabrakan/Tubrukan antara dua partikel berlaku Hukum Kekekalan Momentum, yaitu momentum sebelum tumbukan dan setelah tumbukan jumlahnya sama. Koefisien restitusi atau koefisien elastisitas (disimbolkan dengan e) menentukan tingkat kelenturan tumbukan tersebut.

Hukum Kekelakan Momentum dirumuskan dengan:
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1' + m2.v2'  
m = massa (kg)
v1,v2 = kecepatan sebelum tumbukan (m/s)
v1',v2' = kecepatan setelah tumbukan (m/s)

Sementara Koefisien Restitusi dirumuskan dengan:
-(v2'-v1')/ (v2-v1) = e
e = koefisien restitusi (tidak berdimensi)
v1,v2 = kecepatan sebelum tumbukan (m/s)
v1',v2' = kecepatan setelah tumbukan (m/s)

1. Tumbukan Lenting Sempurna (e=1)



Pada tumbukan lenting sempurna, tidak ada energi yang terbuang sehingga berlaku juga Hukum Kekekalan Energi Kinetik. Koefisien Restitusinya adalah 1.
maka:
-(v2'-v1')/(v2-v1) = 1

contoh: 
Sebuah benda bermassa masing-masing 2 kg dan bertumbukan dari arah berlawanan dengan v1 = 2 m/s dan v2 = -3 m/s (karena berlawanan), maka berapa kecepatan masing-masing setelah tumbukan?

jawab:
-(v2'-v1')/(v2-v1) = 1
-(v2'-v1')/(-3-2) = 1
-(v2'-v1')/(-5) = 1
v2'-v1' = 5 ... (1)

m1.v1 + m2.v2 = m1.v1' + m2.v2'
2.2 - 2.3 = 2v12v2'
2v12v2' = -2 ... (2)

maka eliminasikan persamaan (1) & (2)
akan mendapatkan hasil v1' = -3 m/s dan v2' = 2 m/s

2. Tumbukan Lenting Sebagian (0 < e < 1)


Pada tumbukan lenting sebagian, tidak terjadi Kekekalan Energi Kinetik karena ada energi yang terbuang seperti energi bunyi, energi panas, maupun bentuk energi lainnya. Sehingga koefisien restitusinya tidak sama dengan 1.
maka:
-(v2'-v1')/(v2-v1 1 

contoh:
Sebuah benda bertumbukan dengan koefisien kelenturan 0,5. Benda A bermassa 2 kg dan benda B bermassa 1 kg. Bila kecepatan awal A adalah 2 m/s dan kecepatan awal B adalah 3 m/s searah dengan A. maka berapakah kecepatan akhir keduanya?

jawab:
-(v2'-v1')/(3-2) = 0,5
-(v2'-v1')/(1) = 0,5
-(v2'-v1') = 0,5 ... (1)

m1.v1 + m2.v2 = m1.v1' + m2.v2'
2.2 + 1.3 = 2v1v2'
2v1v2' = 7 ... (2)

maka eliminasikan persamaan (1) & (2)
akan mendapatkan hasil v1' = 2,5 m/s dan v2' = 2 m/s

3. Tumbukan Tidak Lenting (e = 0)


Tumbukan tidak lenting adalah keadaan dimana kedua partikel tidak elastis, sering didefinisikan bahwa pada tumbukan tidak lenting partikel akan menyatu, artinya memiliki v akhir yang sama. Karena v1' = v2', dengan memodifikasi rumus Hukum kekekalan momentum m1.v1 + m2.v2 = m1.v1' + m2.v2', akan didapatkan:
m1.v1 + m2.v2 = (m+ m2)v'

contoh:
Sebuah benda bermassa 10 kg dan 5 kg bertumbukan tidak lenting, dengan kecepatan awal masing-masing 10 m/s dan 5 m/s, maka berapakah kecepatan akhirnya?

jawab:
m1.v1 + m2.v2 = (m+ m2)v'
10.10 + 5.5 = (10+5)v'
125 = 15v'
v' = 8,3 m/s

0 comments :

Posting Komentar

Brotot Facts: