Momentum dan Impuls Momentum linier untuk selanjutnya disebut

Momentum dan Impuls

Momentum linier (untuk selanjutnya disebut momentum) suatu benda didefinisikan sebagai hasil kali massa dengan kecepatannya. Momentum merupakan besaran vektor, sehingga penjumlahan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor. Arah momentum sama dengan arah kecepatan, dam besar momentum adalah : p =mv Dimana : p = momentum (kg. m/s) m = massa benda (kg) v = kecepatan (m/s)

Sebuah mobil yang berlari cepat mempunyai momentum yang lebih besar jika dibandingkan dengan mobil yang lambat dengan massa yang sama. Sebuah truk yang berat akan mempunyai momentum yang lebih besar jika dibandingkan dengan sebuah mobil kecil yang berjalan dengan kecepatan yang sama. Makin besar momentum yang dimiliki suatu benda, makin sulit untuk menghentikannya, dan makin besar efek yang diakibatkannya jika diberhentikan dengan tabrakkan atau tumbukan. Untuk merubah momentum suatu benda (baik untuk menaikkan atau menurunkan sampai benda berhenti ataupun merubah arah geraknya) dibutuhkan sebuah gaya. Berkaitan dengan Hukum II Newton yang berkaitan dengan gerak suatu benda, menyatakan bahwa kecepatan perubahan momentum suatu benda sama dengan gaya total yang diberikan padanya. Dan dapat ditulis dalam persamaan : mv 2 −mv 1 ∑F = ∆t

Impuls (I) didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan selang waktu gaya itu bekerja pada suatu benda. Impuls menyebabkan perubahan momentum, sehingga besar dan arahnya sama dengan besar dan arah perubahan momentum. I =F∆t =∆p =m(v 2 −v 1 ) I = impuls (satuan internasionalnya adalah Newton sekon, disingkat Ns) F = gaya (satuan internasionalnya adalah Newton, disingkat N) t = selang waktu (satuan internasionalnya adalah sekon, disingkat s)

Contoh Soal 1 Bola dipukul dengan gaya sebesar 10 Newton. Jika bola bersentuhan dengan pemukul selama 1 milisekon maka impuls yang dikerjakan pemukul pada bola adalah. . .

Gaya (F) = 10 Newton Selang waktu (t) = 1 milisekon = 10 -3 sekon Impuls yang dikerjakan pemukul pada bola adalah : I = F t = (10) = Ns

Contoh Soal 2 Sebuah bola kaki bermassa 500 gram diletakkan di titik pinalti. Salah seorang pemain menendang bola tersebut ke arah gawang sehingga setelah ditendang, kecepatan bola menjadi 25 m/s. Besarnya impuls yang diberikan oleh kaki kepada bola adalah. . .

� � m = 500 gr = 0, 5 Kg V = 25 m/s Maka I = m. v 2 - m. v 1 I = 0, 5. 25 - 0 I = 12, 5 Kg m/s

Contoh Soal 3 Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Berapa gaya F yang dapat menghentikan benda tersebut dalam waktu 7 x 10 -4 s.

I =∆p F∆t =mv 2 −mv 1 F (7× 10− 4 s) = 2 kg (0− 6 m/s ) F =− 1, 71× 10− 4 N Jadi besar gaya yang menghambat gerak benda adalah -1, 71 x 10 -4 N

Contoh Soal 4 Bola bermassa 10 gram jatuh bebas dari ketinggian tertentu, menumbuk lantai dengan kecepatan 15 m/s lalu terpantul ke atas dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan impuls yang terjadi pada bola

Diketahui : Massa bola (m) = 10 gram = 0, 01 kg Kecepatan awal bola (vo) = -15 m/s Kecepatan akhir bola (vt) = 10 m/s Ditanya : Impuls (I) Jawab : Rumus teorema impuls-momentum : Impuls (I) = perubahan momentum (∆p ) I = m vt – m vo = m (vt – vo) Besar impuls adalah : I = 0, 01 (10 – (-15)) = 0, 01 (10 + 15) I = 0, 01 (25) I = 0, 25 kg m/s

Contoh Soal 5 Bola bermassa 200 gram dilempar horisontal dengan kecepatan 4 m/s, lalu bola dipukul searah dengan arah bola mula-mula. Lamanya bola bersentuhan dengan pemukul adalah 2 milisekon dan kecepatan bola setelah meninggalkan pemukul adalah 12 m/s. Besar gaya yang diberikan oleh pemukul pada bola adalah…

Diketahui : Massa bola (m) = 200 gram = 0, 2 kg Kecepatan awal bola (vo) = 4 m/s Kecepatan akhir bola (vt) = 12 m/s Selang waktu kontak (t) = 2 milisekon = (2/1000) sekon = 0, 002 sekon Ditanya : Besar gaya (F) Jawab : Rumus impuls : I=Ft

Rumus perubahan momentum : m vt – m vo = m (vt – vo) Rumus teorema impuls-momentum : Impuls (I) = perubahan momentum (∆p ) F t = m (vt – vo) F (0, 002) = (0, 2)(12 – 4) F (0, 002) = (0, 2)(8) F (0, 002) = 1, 6 F = 1, 6 / 0, 002 F = 800 Newton Besar gaya yang diberikan pemukul pada bola adalah 800 Newton

Hukum Kekekalan Momentum Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa “pada peristiwa tumbukan, jumlah momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda itu”.