MEDIA PEMBELAJARAN FISIKA

UNTUK SMA/MA KELAS XI

OLEH:

MUHAMAD KHANIF SYARIFUDIN

MOMENTUM, IMPULS, DAN

TUMBUKAN

TUJUAN PEMBELAJARAN:

Siswa dapat menunjukkan hubungan antara konsep impuls dan momentum untuk menyelesaikan masalah tumbukan

MOMENTUM, IMPULS, DAN TUMBUKAN

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

IMPULSMOMENTUM

TUMBUKAN TIDAK LENTING SAMA

SEKALI

TUMBUKAN LENTING SEBAGIAN

TUMBUKAN LENTING

SEMPURNA

TUMBUKAN

HUKUM KEKEKALAN

ENERGI KINETIK

PETA KONSEP

Momentum

Apa itu momentum?

• Momentum adalah kecenderungan benda yang bergerak untuk melanjutkan gerakannya pada kelajuan tertentu.

• Momentum dapat dirumuskan sebagai hasil perkalian massa dengan kecepatan.

p = m.v

Hukum Newton

• Isaac Newton mengemukakan hukum gerak yang kedua dikaitkan dengan momentum.

F=m.a

F= m. dv/dt

F=d(m.v)/dt

F=dp/dt

IMPULS

Untuk membuat suatu benda yang diam menjadi bergerak diperlukan sebuah gaya yang bekerja pada benda tersebut selama interval waktu tertentu.

Gaya yang diperlukan untuk membuat sebuah benda tersebut bergerak dalam interval waktu tertentu disebut impuls.

I = F.Δt

Hubungan Momentum dengan Impuls

Persamaan di atas menyatakan bahwaimpuls yang dikerjakan pada suatubenda sama dengan perubahanmomentum yang dialami bendatersebut, yaitu beda antara momentumakhir dengan momentum awalnya

F.Δt = m.v - m.vₒI = Δp

Hukum Kekekalan Momentum

F aksi = -F reaksiF1 = -F2

Impuls yang terjadi selama interval waktu Δt adalah F1.Δt = -F2.Δt.

Kita ketahui bahwa I = F.Δt = Δp , maka persamaannya menjadi:

Δp1 = - Δp2m1v1 – m1v'1 = -(m2v2 – m2v'2)m1v1 + m2v2 = m1v'1 + m2v'2

p1 + p2 = p'1 + p'2Jumlah momentum awal = Jumlah momentum akhir

JENIS-JENIS TUMBUKAN

Jenis-jenis tumbukan ada 3, yaitu:

• Tumbukan Lenting Sempurna

• Tumbukan Lenting Sebagian

• Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan antara dua buah bendadikatakan lenting sempurna apabilajumlah energi kinetik benda sebelumdan sesudah tumbukan tetap,sehingga nilai koefisien restitusi samadengan 1 (e = 1).

Sehingga pada tumbukan lentingsempurna berlaku hukum kekekalanmomentum dan hukum kekekalanenergi kinetik.

Hukum Kekekalan Momentum

Hukum Kekekalan Energi kinetik

P1 + p2 = p1’ + p2’m1v1 + m2v2 = m1v'1 + m2v'2m1v1 – m1v'1 = m2v'2 – m2v2m1(v1 – v'1) = m2 (v'2 – v2)

Ek1 + Ek2 = Ek1’ + Ek2’½ m1v1² + ½ m2v2² = ½ m1(v1' ) ² + ½ m2(v2' ) ²

m1v1² + m2v2² = m1(v1' ) ² + m2(v2' ) ²m1(v1² – (v1' ) ²) = m2((v2' ) ² – v2²)

m1(v1 + v1' )(v1 – v1' ) = m2(v2' + v2)(v2'– v2)

Lanjutan

Jika persamaan (hukum kekekalan energikinetik) dibagi dengan persamaan (hukumkekekalan momentum) diperoleh:

v1 + v1' = v2' + v2

v1'– v2' = v2 – v1

v1' – v2' = -(v1 – v2)

-(v1’-V2’)/v1-v2 = 1

Angka 1 disebut koefisien restitusi (e)

Tumbukan Lenting Sebagian

Pada tumbukan lenting sebagian, beberapaenergi kinetik akan diubah menjadi energibentuk lain seperti panas, bunyi, dansebagainya. Akibatnya, energi kinetik sebelumtumbukan lebih besar daripada energi kinetiksesudah tumbukan. Pada tumbukan lentingsebagian hanya berlaku hukum kekekalanmomentum saja dan koefisien restitusitumbukan lenting sebagian mempunyai nilaidiantara nol dan satu. Persamaan yangdigunakan adalah :

Lanjutan

Karena ƩEk > ƩEk' , maka:

Ek1 + Ek2 > Ek1' + Ek2'

-(v1 – v2 )> v1' – v2‘

Jadi

-(v1’-V2’)/v1-v2 < 1

koefisien restitusi (e) adalah: 0 < e < 1

Tumbukan Pada Gerak Jatuh Bebas

Berdasarkan persamaan pada gerak jatuh bebas, kecepatan benda sesaat sebelum tumbukan adalah:

v1 = +√2gh

Gerak bola sesaat setelah terjadi tumbukan dapat diidentifikasikan dengan gerak jatuh bebas, sehingga:

v1' = - √2gh’ (arah ke atas negatif )

Karena v lantai = 0, maka koefisien restitusinya adalah:

e = - v1’/v1 = - (- √2gh’ ) / +√2gh

e = √h’ / √h

Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Tumbukan antara dua buah bendadikatakan tidak lenting sama sekaliapabila sesudah tumbukan keduabenda menjadi satu (bergabung),sehingga kedua benda memilikikecepatan sama yaitu v1' = v2' = v'.

Lanjutan

Berdasarkan Hukum Kekekalan Momentum maka:

m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'

m1v1 + m2v2 = (m1 + m2) v‘

Karena v1' = v2', maka v1' – v2' = 0, sehingga koefisien restitusi (e) adalah

-(v1’-V2’)/v1-v2 = 0

Jadi, pada tumbukan tidak lenting sama sekali

besarnya koefisien restitusi adalah nol (e =0).