Momemtum dan Impuls

Pengertian Momentum. Momentum dapat dikatakan sebagai tingkat kesulitan menghentikan benda yang sedang bergerak.

Semakin besar momentum suatu benda, maka semakin sulit benda tersebut dihentikan. Momentum dapat didefinisikan sebagai hasil kali antara massa benda dengan kecepatannya. Momentum merupakan besaran vector.

Momentum suatu benda dapat dinyatakan dengan menggunakan formuasi rumus berikut:

p = m.v

dengan keterangan

p = momentum (kg.m/detik)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan benda (m/detik)

Contoh Soal Ujian Perhitungan Rumus Momentum

Sebuah Mobil sedan dengan massa 1000 kg meluncur di jalan tol dengan kelajuan 72 km/jam. Tentukan momentum mobil tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 1000 kg

v = 72 km/jam = 20 m/s

Ditanyakan:

p = . . . ?

Jawab:

p = m . v

p = 1000 x 20

p = 20.000 kg.m/s

Pengertian Impuls

Impuls dapat didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan selang waktu. Impul merupakan besaran vector.

Besarnya impul yang dimiliki oleh suatu benda dapat dinyatakan dengan menggunakan persaman rumus berikut:

I = F Δt

Dengan keterangan:

I = impuls (N.s)

F = Gaya, Newton

Δt = selang waktu (s)

Contoh Soal Ujian Perhitungan Rumus Impuls

Sebuah bola bermassa 1000 gram ditendang dengan gaya 500 N. Jika kaki dan bola bersentuhan selama 1 detik, tentukan impuls pada peristiwa tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 1 kg

F = 500 N

Δt = 1 detik, s

Ditanyakan:

I = . . .?

Jawab:

I = F . Δt

I = 500 . 1

I = 500 N.s

Hubungan Momentum – Impuls

Hukum II Newton

F = m.a

F = m. Δv/Δt’

F Δt = m. Δv

I = m (vt – v0)

I = m vt – m v0

I = p1 – p0

Dengan keterangan

p1 = momentum akhir (kg.m/s)

p0 = momentum awal (kg.m/s)

Hukum Kekekalan Momentum

Hukum kekekala momentum menyatakan “Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda, maka jumlah momentum benda sebelum dan setelah tumbukan adalah tetap”

Hukum kekekalan momentum dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:

p1 + p2 = p1’ + p2

Contoh Soal Ujian Perhitungan Rumus Hukum Kekekalan Momentum

Sebuah peluru bermassa 30 gram ditembakkan dengan kecepatan 600 m/s pada sepotong kayu yang digantung pada seutas tali. Jika ternyata peluru tembus masuk ke dalam kayu dan massa kayu adalah 5 kg, hitung kecepatan kayu sesaat setelah peluru tersebut menembusnya

Penyelesaian:

Diketahui:

mp peluru =30 gram= 0,03 kg

vp = 600 m/s

mk kayu = 5 kg

vk = 0 m/s (diam menggantung)

Ditanyakan:

v= . . . ?

karana puluru tembus dan bersarang, maka kecepatan peluru sama dengan kecepatan kayu

Jawab:

(mp. vp) + (mk. vk) = (mp.v’) + (mk . v’)

(0,03 . 600) + (5 . 0) = (0,03 + 5) . v

18 + 0 =5,03 v’

v’ = 3,58 m/s

Hukum Kekekalan Energi Momentum

Tumbukan antara dua benda dikatakan lenting (elastis) sempurna apabila jumlah energi mekanik benda sebelum dan sesudah tumbukan tetap .

Untuk benda yang bertumbukan pada bidang datar, energi potensial benda tidak berubah sehingga yang ditinjau hanya energi kinetiknya saja. Jadi, akan berlaku pernyataan bahwa jumlah energi kinetik (EK) benda sebelum dan sesudah bertumbukan adalah tetap.

EK1 + EK2 = EK’1 + EK’2

Jenis Jenis Tumbukan

Tumbukan Lenting Elastis Sempurna.

Tumbukan elastis sempurna terjadi antara dua benda atau lebih yang energi kinetiknya setelah tumbukan tidak ada yang hilang dan momentum linear totalnya tetap.

Jumlah momentum benda sebelum bertumbukan sama dengan jumlah momentum benda setelah bertumbukan. Selain itu, jumlah energi kinetik benda sebelum tumbukan juga sama dengan jumlah energi kinetik benda setelah tumbukan.

Ciri Tumbukan Elastis Sempurna

Adapun ciri tumbukan elastis sempurna adalah

Berlaku hukum kekekalan momentum

Berlaku hukum kekekalan energi kinetic

e = -Δv’/Δv

e = – (v2’ – v1’)/(v2 – v1)

e = 1

dengan keterangan

e = koefesien restitusi

pada tumbukan lenting sempurna ini, jika massa kedua benda yang bertumbukan sama, maka akan terjadi pertukaran besar dan arah kecepatan setelah tumbukan.

Tumbukan Lenting Elastis Sebagian

Tumbukan elastis sebagian terjadi antara dua benda atau lebih yang sebagian energi kinetiknya hilang setelah terjadi tumbukan. Sebagian energi berubah menjadi panas, bunyi, atau bentuk energi lainnya.

Momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah konstan. Tumbukan elastis sebagian terjadi ketika partikel- partikel yang bertumbukan tidak menempel bersama- sama setelah terjadi tumbukan.

Ciri Ciri Tumbukan Lenting Sebagian

Berlaku hukum kekekalan momentum

Tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetic

e = -Δv’/Δv

e = –  (v2’ – v1’)/(v2 – v1)

0 < e < 1

Tumbukan Tidak Lenting Elastis

Tumbukan tidak elastis terjadi antara dua benda atau lebih yang energi kinetiknya setelah tumbukan hilang karena berubah menjadi panas, bunyi, atau bentuk energi lainnya.

Momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah konstan. Tumbukan tidak elastis terjadi jika partikel- partikel yang bertumbukan menempel bersama- sama setelah terjadi tumbukan.

Ciri Ciri Tumbukan Tidak Elastis

Berlaku hukum kekekaan momentum

Tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetic

v1’= v2’ = v’

e = 0

Contoh Soal Ujian Nasional Momentum

Bola bermassa 20 gram dilempar dengan kecepatan v1 = 4m/s ke kiri, setelah membentur tembok bola memantul dengan kecepatan v2 = 2 m/s ke kanan. Besar impuls yang dihasilkna adalah:

Rumus Momentum Impuls Tumbukan Elastis
Rumus Momentum Impuls Tumbukan Elastis

Pembahasan

Diketahui

m = 20 gram=0,02kg

v1 = -4 m/s

v2 = 2 m/s

jawab

I = Δp

I = m v2 – m v1

I = m (v2 – v1)

I = (0,02) (2 – (-4))

I = 0,02 x 6 = 0,12N.m

Koefisien Restitusi

Peristiwa tumbukan umumnya terjadi antara tumbukan elastis sempurna dan tidak elastis sempurna. Keelastikan suatu tumbukan dapat diukur dengan menggunakan koefisien restitusinya yaitu e.

Nilai restitusi (atau koefisien restitusi) bisa digunakan untuk menentukan ketinggian pantulan benda yang dijatuhkan ke lantai.

Koefisien Restitusi Pantulan Tubukan Momentum Impuls
Koefisien Restitusi Pantulan Tubukan Momentum Impuls

Nilai restitusinya dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:

e = h2/h1

Dengan keterangan:

h1 = ketinggian awal benda, m

h2 = ketinggian patulan, m

Contoh Soal Perhitungan Rumus Koefisien Restitusi

Koefisien restitusi lantai dapat ditentukan dengan menjatuhkan bola ke lantai. Bila bola dijatuhkan dari ketinggian 3 m kemudian bola memantul kembali sampai ketinggian 2,5 m. Berapakah koefisien restitusi lantai

Penyelesaian :

Diketahui : h1 = 3 m

h2 = 2,5 m

Ditanyakan : e = …?

Jawab : Bola jatuh ke lantai dengan gerak jatuh bebas. Saat sampai di lantai kecepatan bola adalah:

v1 = (2gh)0,5

v1 = (2 x 9,8 x 3)0,5

v1 = 7,7 m/s

Bola memantul ke atas dengan ketinggian 2,5 m, maka kecepatan bola tepat saat memantul sama dengan kecepatan saat bola jatuh dari ketinggian 2,5 m.

v1’ = (2 x 9,8 x 2,5)0,5

v1’ = 7 m/s

Tumbukan terjadi antara bola dengan lantai, lantai tetap diam sehingga kecepatannya 0. Bola membalik ke atas setelah menumbuk lantai maka arah kecepatannya negatif.

Dengan demikian, koefisien restitusi lantai :

e = – (-7 – 0)/(7,7 – 0)

e = 0,91

jadi  koefisien restitusi atau koefisien elastisitas lantai adalah 0,91

Daftar Pustaka:

  1. Schlegel, H.G., 1994, “Mikrobiologi Umum”, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
  2. Hartanto, L.N., 2004, “Biologi Dasar”, Edisi Ketiga, Penerbit Penebar Swadaya, Yogyakarta.
  3. Starr, Cecie. Taggart, Ralph. Evers, Christine. Starr, Lisa, 2012, “Biologi Kesatuan dan Keragaman Makhluk Hidup”, Edisi 12, Buku 1, Penerbit Salemba Teknika, Jakarta.
  4. Fatehiyah. Arumingtyas, Laras, Estri. Widyarti, Sri. Rahayu, Sri, 2011, “Biologi Molekular, Prinsip Dasar Analisis”, PT Penerbit Erlangga Jakarta.
  5. Kimballl, J.W., Siti Soetarmi Tjitro dan Nawangsari Sugiri,1983, “Biologi”, Jilid 1, Edisi Kelima, Penerbit Erlangga, Jakarta.
  6. Kimballl, J.W., Siti Soetarmi Tjitro dan Nawangsari Sugiri. 1983, “Biologi”, Jilid 2, Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta.
  7. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Momemtum dan Impuls, Pengertian Momentum, Rumus Persamaan Momentum, Satuan momentum, Contoh Soal Ujian Perhitungan Rumus Momentum,
  8. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Impuls, Rumus Persamaan Impuls, Contoh Soal Ujian Perhitungan Rumus Impuls, Hubungan Momentum – Impuls, Bunyi pernyataan Hukum Kekekalan Momentum, Rumus persamaan Hukum kekekalan momentum,
  9. Ardra.Biz, 2019, “Contoh Soal Ujian Perhitungan Rumus Hukum Kekekalan Momentum, Hukum Kekekalan Energi Momentum, Jenis Jenis Tumbukan, Tumbukan Lenting Elastis Sempurna,
  10. Ardra.Biz, 2019, “Ciri Tumbukan Elastis Sempurna, Rumus tumbukan elastis sempurna, pengertian koefesien restitusi, rumus satuan koefesien restitusi, Tumbukan Lenting Elastis Sebagian, Rumus persamaan Tumbukan elastis,
  11. Ardra.Biz, 2019, “Contoh Soal Ujian Perhitungan Tumbukan Lenting Elastis Sempurna, Pengertian Tumbukan Tidak Lenting Elastis, Ciri Ciri Tumbukan Tidak Elastis,
  12. Ardra.Biz, 2019, “Contoh Soal Ujian Nasional Momentum, symbol momentum dan impuls, symbol koefisien restitusi, Contoh Soal Perhitungan Rumus Koefisien Restitusi,