Fisika Dasar : MOMENTUM DAN IMPULS

A. MOMENTUM

Momentum suatu benda yang bergerak adalah hasil perkalian antara massa benda dan kecepatannya. Oleh karena itu, setiap benda yang bergerak memiliki momentum. Secara matematis, momentum linear ditulis sebagai berikut :

p = m v

p adalah momentum (besaran vektor), m massa (besaran skalar) dan v kecepatan (besaran vektor). Bila dilihat persaman, arah dari momentum selalu searah dengan arah kecepatannya.

Satuan Momentum

Menurut Sistem Internasional (SI)

Satuan momentum p = satuan massa x satuan kecepatan

= kg x m/s

= kg . m/s

Jadi, satuan momentum dalam SI adalah : kg.m/s

Momentum adalah besaran vektor, oleh karena itu jika ada beberapa vektor momentum dijumlahkan, harus dijumlahkan secara vektor. Misalkan ada dua buah vektor momentum p1 dan p2 membentuk sudut α, maka jumlah momentum kedua vektor harus dijumlahkan secara vektor, seperti yang terlihat dari gambar vektor gambar 9.1. Besar vektor p dirumuskan sebagai berikut :

B. IMPULS

Impuls didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dan lamanya gaya tersebut bekerja. Secara matematis dapat ditulis:

I = F . Δt

Besar gaya disini konstan. Bila besar gaya tidak konstan maka penulisannya akan berbeda (akan dipelajari nanti). Oleh karena itu dapat menggambarkan kurva yang menyatakan hubungan antara F dengan t. Bila pada benda bekerja gaya konstan F dari selang waktu t1 ke t2 maka kurva antara F dan t adalah

Luasan yang diarsir sebesar F x (t2 – t1) atau I, yang sama dengan Impuls gaya. Impuls gaya merupakan besaran vektor, oleh karena itu perhatikan arahnya

Satuan Impuls

Satuan Impuls I = satuan gaya x satuan waktu

Satuan I = newton x sekon

= N . s

= kg.m/s2 . s

= kg . m/s

C. HUKUM KEKALAN MOMENTUM

Setiap tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum

Keterangan :

•) P = Momentum (kg m/dt)

•) I = Impuls (N dt)

•) V1 dan V2 = Kecepatan sebelum tumbukan (m/dt)

•) V1’ dan V2’ = Kecepatan sesudah tumbukan (m/dt)

•) e = koefisien restitusi / tumbukan

E. TUMBUKAN

Ketika dua buah benda saling bergerak saling mendekati kemudian bertumbukan, setidaknya ada tiga jenis tumbukan yang terjadi.

F. APLIKASI MOMENTUM DAN TUMBUKAN

Terdapat beberapa variasi soal untuk

menentukan kecepatan peluru dari

tumbukan antara peluru dengan balok yang

diam.

1. Balok diam di lantai yang kasar :

•) Pada keadaan 1 :

Peluru dengan kecepatan Vp, bermassa mp datang dan siap menumbuk balok yang diam.

•) Pada keadaan 2 :

Pada saat terjadi tumbukan, berlaku hukum kekekalan momentum :

Persamaan (1) ini dapat diterapkan pada kasus lain (variasi balok diam tertumbuk peluru) dengan mengganti nilai V’ sebagaimana yang akan dijelaskan kemudian

•) Pada keadaan 2 dan 3 :

Energi kinetik balok setelah terkena peluru, digunakan seluruhnya untuk memindahkan balok tersebut sejauh S