MATERI PELAJARAN FISIKA SMK MUH 4 Surakarta DISUSUN

MATERI PELAJARAN FISIKA SMK MUH. 4 Surakarta DISUSUN OLEH : Mohammad Dawam, AMd. NIP. 131767868 Jl. Hasanudin 25 Purwosari Surakarta 08812861014 KLIK

MODUL VII IMPULS DAN MOMENTUM

• • • INDIKATOR Mendifinisikan impuls Mendifinisikan momentum Menuliskan rumus hubungan anatara impuls dan momentum Mendifinisikan hukum kekekalan momentum. Menuliskan hukum kekekalan momentum Menjelaskan tumbukan lenting sempurna

INDIKATOR • • • Menjelaskan tumbukan lenting sebagian Menjelaskan tumbukan tidak lenting sama sekali Mendifinisikan koefisien restitusi Menuliskan rumus koefisien restitusi tiap -tiap jenis tumbukan Menerapkan rumus-rumus impuls, momentum, dan tumnukan untuk menyelesaikan hitungan fisika dan kejadian sehari-hari yang terkait.

Tahukah anda kenapa pesawat jet dapat melaju dengan cepat di udara walau tanpa baling-baling. . . ? !

Pesawat Jet dapat melaju ke depan karena adanya momentum antara pesawat dengan gas yang memancar dari mesin jet.

IMPULS DAN MOMENTUM Besaran yang terkait pada Impuls dan Momentum : 1. Gaya 2. Massa 3. Percepatan 4. Kecepatan 5. Waktu

Masih ingatkah rumus dan satuan besaran ini ? ? ? • Gaya • Massa • Percepatan • Kecepatan • Selang Waktu F = m. a ……(N) m =………. . . (Kg) a = ∆v/∆t. . (ms-2) V = ∆S/∆t. . . (ms-1) ∆t = ……. . (s) OK

IMPULS Impuls (I) adalah perkalian antara gaya (F) dengan waktu selama (∆t) gaya bekerja pada benda tersebut. I = F. ∆t F = Gaya (N) ∆t = Selang waktu (s) I = Impuls (N. s)

Perhatikan ! kaki menyentuh bola selama ∆t

Perhatikan ! kaki menyentuh bola selama ∆t I = F. ∆t

Perhatikan sekali lagi

MASSA m BERGERAK DENGAN KECEPATAN v V

Besaran yang diperoleh dari perkalian antara massa (m) m dengan V disebut : kecepatan (V) MOMENTUM P = m. V

Hubungan antara Impuls dan Momentum I=F. ∆t = ∆P P=m. V = m. V 2 - m. V 1

Contoh : Sebuah bola sepak massa 500 gr. mula diam ditendang dengan kaki sehingga meloncat dengan kecepatan 25 m/s. Jika kaki menempel pada bola selama 0, 02 sekon, berapa besar gaya yang diberikan kaki pada bola ?

Pembahasan Diketahui : mb = 500 gr. = 0, 5 kg. Vb = 0 m/s Vb!= 25 m/s ∆t =0, 02 s Ditanya : F ? Jawab. F. ∆t = mb(Vb! – Vb)

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM Jumlah Momentum pada suatu Sistem tertentu yang tidak dipengaruhi gaya-gaya dari luar adalah selalu tetap ΣP = Tetap ΣP = ΣP! Σm. v = Σm. v! m 1. v 1+m 2. v 2= m 1. v 1! +m 2. v 2 !

Perhatikan kejadian di bawah :

Perhatikan kejadian di bawah :

Apa bila massa truck 2 ton , massa orang di atas box 50 kg, dan truck melaju dengan kecepatan 36 km/jam, maka orang akan terpelanting dengan kecepatan ? Diketahui : m truck= 2 ton = 2000 kg morg = 50 kg vorg =vtruck= 36 km/jam = 10 m/s vtruck! = 0 vbatu = 0 Ditanya : vorg!= ?

Jawab : m 1. v 1+m 2. v 2= m 1. v 1! +m 2. v 2 ! 2000. 10+50. 10 = 2000. 0 +50. v 2 ! 20500 = 50. v 2 !

Jawab : m 1. v 1+m 2. v 2= m 1. v 1! +m 2. v 2 ! 2000. 10+50. 10 = 2000. 0 +50. v 2 ! 20500 = 0 +50. v 2 ! ! v 20500 = 50. v 2 20500 = 50 v 2 ! = 410 m/s

Lihat kejadian berikut !

Lihat kejadian berikut !

Perhatikan sekali lagi

Lihat kejadian berikut !

Jika massa prahu 100 kg, massa orang 50 kg, kecepatan perahu 15 m/s dan kecepatan orang melompat 5 m/s, maka kecepatan perahu setelah orang meloncat adalah. . . Diketahui : mp = 100 kg mo = 50 kg Vo = vp = 15 m/s vo’ = 5 + 15 = 20 m/s Ditanya : Vp’ = ?

Jawab : m 1. v 1+m 2. v 2= m 1. v 1! +m 2. v 2 ! 100. 15+50. 15= 100. V’ + 50. 20 2250= 100 V’ + 1000

Jawab : m 1. v 1+m 2. v 2 = m 1. v 1! +m 2. v 2 ! 100. 15+50. 15 = 100. V’ + 50. 20 2250 == 100 V’ + 1000 -

Jawab : m 1. v 1+m 2. v 2 = m 1. v 1! +m 2. v 2 ! 100. 15+50. 15 = 100. V’ + 50. 20 2250 = 100 V’ + 1000 V’= -2250 + 1000 -100 V’ -100 -1250 = 12, 5 m/s OK Coba hitung kecepatan perahu jika orangnya meloncat berlawanan arah dengan gerak perahu !

Contoh-contoh peristiwa berlakunya hukum kekekalan momentum • Tumbukan • Bergeraknya senapan kebelakang waktu peluru meledak • Prinsip pesawat Jet maupun Roket • Dll.

TUMBUKAN Macam-macam Tumbukan ! 1. Tumbukan lenting sempurna 2. Tumbukan Lenting sebagian 3. Tumbukan tidak lenting sama sekali

Tumbukan lenting sempurna Yaitu tumbukan dimana setelah terjadi tumbukan jumlah energi kinetik kedua benda sama dengan sebelum tumbukan. Pada tumbukan jenis ini berlaku rumus dibawah : (V 1’ – V 2’) – = 1 (V 1 – V 2)

Tumbukan lenting Sebagian Yaitu tumbukan dimana setelah terjadi tumbukan jumlah energi kinetik kedua benda jauh lebih kecil dengan sebelum tumbukan. Karena adanya energi yang hilang. Hilang karena digunakan untuk merusak bentuk, menggetarkan dirinya, dan lain-lain. Pada tumbukan jenis ini berlaku rumus dibawah : (V 1’ – V 2’) – = e (V 1 – V 2)

Tumbukan tidak lenting Sama sekali Yaitu tumbukan dimana setelah terjadi tumbukan kedua benda bergabung menjadi satu dengan kecepatan sama. V 1’ = V 2’ Pada tumbukan jenis ini berlaku rumus dibawah : (V 1’ – V 2’) – = 0 (V 1 – V 2)

Perbandingan selisih kecepatan sesudah tumbukan dengan kecepatan sebelum tumbukan disebut koefisien restitusi = koefisien tumbukan = koefisien kelentingan = koefisien elastisiteit. Untuk tumbukan lenting sempurna e=1 Untuk tumbukan lenting sebagian 0<e<1 Untuk tumbukan tak lenting sama sekali e=0

Perhatikan dengan cermat kejadian di bawah ini, Kemudian diskripsikan kejadian tersebut

1 Massa dan kecepatan benda sama Arah gerak berlawanan

1 Massa dan kecepatan benda sama Arah gerak berlawanan Bagaimana arah dan kecepatan kedua benda setelah tumbukan ?

2 Massa benda sama kecepatan benda berbeda Arah gerak berlawanan

2 Massa benda sama kecepatan benda berbeda Arah gerak berlawanan Bagaimana arah dan kecepatan kedua benda setelah tumbukan ?

3 Massa benda sama kecepatan benda berbeda Arah gerak searah

3 Massa benda sama kecepatan benda berbeda Arah gerak searah Bagaimana arah dan kecepatan kedua benda setelah tumbukan ?

4 Massa benda sama Satu bergerak yang lain diam

4 Massa benda sama Satu bergerak yang lain diam Bagaimana arah dan kecepatan kedua benda setelah tumbukan ?

5 Massa benda berbeda kecepatan benda berbeda Arah gerak searah

5 Massa benda berbeda kecepatan benda berbeda Arah gerak searah Bagaimana arah dan kecepatan kedua benda setelah tumbukan ?

6 Massa benda berbeda kecepatan benda berbeda Arah gerak searah

6 Massa benda berbeda kecepatan benda berbeda Arah gerak searah Bagaimana arah dan kecepatan kedua benda setelah tumbukan ?

Koefisien restitusi untuk benda yang jatuh dari ketinggian

h 2 h 1

CONTOH : Sebuah bola jatuh dari ketinggian 4 meter berapa tinggi pantulannya jika koefisien restitusinya = 0, 8 Dket. : Jawab : h 1 = 4 m e = 0, 8 Ditanya : h 2 =. . . ? e 2 h 2 = h 1

CONTOH : Sebuah bola jatuh dari ketinggian 4 meter berapa tinggi pantulannya jika koefisien restitusinya = 0, 8 Dket. : Jawab : h 1 = 4 m e = 0, 8 Ditanya : h 2 =. . . ? e 2 h 2 = h 1 h 2 = 0, 82. 4 = 0, 64. 4 h 2 = 2, 56

CONTOH : Sebuah bola jatuh dari ketinggian 4 meter berapa tinggi pantulan ke 2 jika koefisien restitusinya = 0, 8 Dket. : Jawab : h 1 = 4 m e = 0, 8 Ditanya : h 3 =. . . ? e 2 h 3 = h 1

CONTOH : Sebuah bola jatuh dari ketinggian 4 meter berapa tinggi pantulan ke 2 jika koefisien restitusinya = 0, 8 Dket. : Jawab : h 1 = 4 m . e = 0, 8 Ditanya : h 3 =. . . ? e 2 h 3 = h 2 h 3 = e 2. h 1 h 3 = e 4. h 1 h 3 = 0, 84. 4 h 3 = 1, 64 m

Coba hitung berikut : Sebuah bola jatuh dari ketinggian 4 meter berapa tinggi pantulan ke 3 jika koefisien restitusinya = 0, 8

SOAL ULANGAN : 1. Dua benda A dan B sama besar massanya masing 2 kg dan 6 kg. Bergerak segaris dan searah (A mengejar B) di atas lantai mendatar yang licin. Kecepatan kedua benda masing-masing 9 m/s dan 3 m/s. Pada suatu saat benda A menumbuk B secara elastis sempurna. Berapa Kecepatan A dan B setelah tumbukan ?

SOAL LATIHAN: : 2. Dua benda A dan B sama besar massanya masing 2 kg dan 6 kg. Bergerak segaris dan searah (A mengejar B) di atas lantai mendatar yang licin. Kecepatan kedua benda masing-masing 9 m/s dan 3 m/s. Pada suatu saat benda A menumbuk B secara elastis sebagian dengan e = 0, 6. Berapa Kecepatan A dan B setelah tumbukan ?

SOAL LATIHAN: : 3. Dua Benda A dan B berbentuk bola sama besar bergerak di atas lantai mendatar yang licin masing-masing bermassa 2 kg dan 6 kg serta berkecepatan 10 m/s dan 2 m/s. A mengejar B hingga pada suatu saat saling bertumbukan yang bersifat tak elastis sempurna. Berapa energi kinetik yang hilang setelah tumbukan ?

SOAL LATIHAN: : 4. Suatu bola tenis dijatuhkan bebas mula dari ketinggian 13, 5 m di atas lantai mendatar. Ternyata tinggi pantulan pertama adalah 9 m. Berapa tinggi pantulan yang ke 2

SOAL LATIHAN: : 5. Seseorang yang massanya 50 kg berdiri di ujung papan yang massanya 150 kg dan terletak di atas bidang mendatar es dalam keadaan diam. (antara Papan dan es tak ada gaya gesekan). Kemudian orang tersebut meloncat ke kanan dengan kecepatan 5 m/s. a) Berapa kecepatan papan setelah orang meloncat ? b) K emana arah papan bergerak ?

SOAL LATIHAN: : 6. Dua buah truck A dan B masing-masing massanya 4 ton dan 3, 5 ton dalam keadaan bergerak lurus dengan arah berlawanan keduanya saling bertumbukan. Pada saat saling tumbukan kecepatan truck A 36 km/jam ke kanan dan truck B 72 km/jam ke kiri. Setelah tumbukan kedua kenfaraan menjadi satu. Maka kedua truck terpental dengan kecepatan. . . .

SOAL LATIHAN: : 7. Suatu benda A massanya 3 kg dalam keadaan tergantung oleh seutas tali yang panjangnya = 0, 8 m (g = 9, 8 m/s 2). Benda B yang massanya 2 kg menumbuk benda A dengan kecepatan mendatar sebesar 3, 5 m/s. Tumbukan bersifat elastis sempurna. Berapa sudut simpang tali maksimum setelah tumbukan ?

SOAL LATIHAN: 8. Seseorang yang massanya 50 kg berdiri di ujung A dari papan AB yang panjangnya 8 m, massa papan 150 kg dan terletak di atas bidang mendatar es. (antara Papan dan es tak ada gaya gesekan). Kemudian orang tersebut berjalan menuju B dengan laju tetap 0, 6 m/s. Berapa jarak yang ditempuh orang selama bergerak dari ujung ke ujung terhadap es yang diam ?