Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 1

FIS – 3.10/4.10/2/10.10

MOMENTUM DAN IMPULS

1. Identitas a. Nama Mata Pelajaran : Fisika b. Semester : Genap c. Kompetensi Dasar :

3.10 Menerapkan konsep momentum dan impuls, serta hukum kekekalan n

momentum dalam kehidupan sehari- hari 4.10 Menyajikan hasil pengujian penerapan hukum kekekalan momentum, misalnya a

bola jatuh bebas ke lantai dan roket sederhana

d. Materi Pokok : Momentum dan Impuls e. Alokasi Waktu : 3 x 45 menit f. Pertemuan ke : 1 g. Tujuan Pembelajaran :

h. Materi Pembelajaran o Lihat dan baca pada Buku Teks Pelajaran (BTP): untuk SMA dan MA Kelas X /,

Marthen Kanginan, Jakarta: Erlangga halaman406-447dan buku lain yang sekiranya Anda temukan berkaitan dengan materi Momentum dan Impuls

Melalui pembelajaran Inkuiri terbimbing dengan metode diskusi, kerja

kelompok, tanya jawab, penugasan, dan presentasi, Anda dituntut

mampu merumuskan momentum dan impuls untuk menyelesaikan

masalah kontekstual dan dapat melaporkan hasilnya melalui

presentasi, sehingga Anda dapat menghayati dan mengamalkan ajaran

agama yang Anda anut melalui belajar matematika, mengembangakan

sikap jujur, peduli, dan bertanggungjawab sebagai karakter positif serta

dapat mengembangkan budaya literasi, kemampuan berpikir kritis,

komunikasi, kolaborasi, kreativitas (4C).

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 2

2. Peta Konsep

3. Kegiatan Pembelajaran

a. Pendahuluan Sebelum belajar pada materi ini silahkan kalian membaca dan memahami dari ilustrasi gambar berikut

Ilustrasi gambar di atas mengisahkan dua mobil sedan dan trus dengan massa yang berbeda dan kecepatan sama (lihat data). Kedua mobil bergerak dalam arah berlawanan dan terjadi tumbukkan. Akibat tumbukkan mobil bermassa kecil (1000 kg) mengalami kerusakan paling parah. Pertanyaan

Mengapa mobil yang bermassa paling kecil mengalami kerusakan paling parah?

Untuk dapat menyelesaikan persoalan momentum dan impuls, silahkan kalian lanjutkan ke kegiatan belajar berikut dan ikuti petunjuk yang ada dalam UKB ini.

………

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 3

b. Kegiatan Inti 1) Petunjuk Umum UKB

a) Baca dan pahami materi pada Buku Teks Pelajaran Kelas X /, Marthen

Kanginan, Jakarta: Erlangga halaman406-447dan buku lain yang sekiranya Anda temukan berkaitan dengan materi Momentum dan Impuls

b) Setelah memahami isi materi dalam bacaan berlatihlah untuk berfikir tinggi melalui tugas-tugas yang terdapat pada UKB ini baik bekerja sendiri maupun bersama teman sebangku atau teman lainnya.

c) Kerjakan UKB ini dibuku kerja atau langsung mengisikan pada bagian yang telah disediakan.

d) Kalian dapat belajar bertahap dan berlanjut melalui kegiatan ayo berlatih, apabila kalian yakin sudah paham dan mampu menyelesaikan permasalahan-permasalahan dalam kegiatan belajar 1,2, dan 3 kalian boleh sendiri atau mengajak teman lain yang sudah siap untuk mengikuti tes formatif agar kalian dapat belajar ke UKB berikutnya.

2) Kegiatan Belajar Ayo……ikuti kegiatan belajar berikut secara mandiri atau berkelompok

dengan penuh kesabaran dan konsentrasi !!!

Kegiatan Belajar 1

A. Tujuan: mendeskripsikan konsep momentum dan impuls

B. Hipotesis:

C. Alat dan Bahan

1. Alat : stopwacth, neraca digital, dan rol meter 2. Bahan: kelereng yang berbeda massa

Permasalahan

Sebuah truk bergerak dengan kecepatan 80 km/jam yang arahnya berlawanan

dengan sepeda motor yang melaju dengan kecepatan 50 km/jam. Karena sopir

truk tersebut mengantuk , maka truk tersebut menabrak sepeda motor.

Bagaimana keadaan kedua kendaraan tersebut? Kendaraan mana yang

mengalami kerusakan paling parah? Untuk menjawab permasahan tersebut,

lakukan percobaan sebagai berikut.

Diskusikan

dengan

teman dan

hargai

Bacalah dengan

baik

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 4

D. Langkah kerja 1. Timbanglah massa dua kelereng dengan ukuran berbeda. Tempatkan kedua

kelereng pada jarak 1 m dari dinding. 2. Gulirkan kedua kelereng secara bersama-sama sampai mengenai dinding. Ukurlah

waktu kedua kelereng ketika sampai di dinding. Catat hasilnya pada tabel pengamatan.

3. Setelah mengenai dinding ukurlah jarak terpentalnya kedua kelereng tersebut dari dinding. Catat pada table pengamatan.

4. Ulangi langkah no 2 dan 3 untuk kelereng yang bermassa sama tetapi dengan kecepatan berbeda. Catat pada table pengamatan.

E. Tabel hasil pengamatan

No Massa kelereng

(kg)

Jarak sebelum tumbukan

(m)

Waktu tempuh (s)

Kelajuan sebelum

mengenai dinding (m/s)

Jarak setelah mengenai

dinding (m)

1

2

3

4

F. Kesimpulan 1. Kelereng yang massanya berbeda digulirkan bersamaam dengan kecepatan yang

sama, bandingkan jarak kedua kelereng dari dinding setelah menumbuk dinding.

2. Dilihat setelah tumbukan, mana yang sulit didiamkan (kelereng besar atau kelereng kecil?). Beri alasan dari jawaban tersebut.

3. Kelereng yang massanya sama digulirkan dengan kecepatan berbeda, bandingkan jarak kedua kelereng setelah menumbuk dinding (diukur dari dinding).

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 5

4. Dilihat dari jarak setelah terjadi tumbukan, mana yang sulit didiamkan (kecepatan besar atau kecepatan kecil? Beri alasan dari jawaban tersebut.

G. Diskusikan

1. Jelaskan konsep momentum beserta tulis pula satuannya.

2. Dilihat dari satuannya,maka momentum termasuk besaran vektor atau skalar?

3. Persamaan hukum II Newton adalah:……………Dari persamaan hukum II Newton.Carilah kejadian dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan hukum II Newton.

Dari persamaan hukum II Newton,kalikan kedua ruas dengan ∆t.

Jawab: Jika benda mula-mula mempunyai kelajuan awal (V1) diberi gaya luar dalam selang waktu ∆t, maka benda mempunyai klajuan (V2), karena kelajuan berbeda, kelereng mengalami percepatan. Tuliskan persamaan percepatan. Jawab: Ganti persamaan percepatan di ruas kanan dengan percepatan menurut jawaban kalian di atas. Jawab: Sederhanakan persamaan di atas, sehingga didapat persamaan: Ruas kiri: Ruas kanan: Kesimpulan:

4. Bagaimana persamaan dan satuan untuk: a. Momentum: b. Impuls: c. Hubungan antara momentum dan impuls:

…………………………………………………...

Agar lebih memahami, ayo berlatih berikut.

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 6

4

Ayoo berlatih!

Perhatikan contoh berikut Seorang pemain bola melakukan tendangan pinalti. Tepat setelah ditendang bola melambung dengan kecepatan 60 m/s. Bila gaya bendanya 300 N dan sepatu pemain menyentuh bola selama 0,3 s maka tentukan:

a. impuls yang bekerja pada bola, b. perubahan momentumnya, c. massa bola!

Alternatif Penyelesaian Diketahui v0 = 0, v = 60 m/s, F = 300 N dan Δt = 0,3 s a. Jawab: a.Impuls yang bekerja pada bola sebesar: I = F .Δt = 300 . 0,3 = 90 Ns b. perubahan momentum bola sama dengan besarnya impuls yang diterima. Δp = I = 90 kg m/s c. massa bola dapat ditentukan dengan hubungan berikut. Δp = I m Δv = 90 m . (60 - 0) = 90 berarti m = = 1,5 kg.

Nahh…..sudah paham kan? Setelah kalian memahami contoh soal dan lakukan kegiatan 1 di atas, maka diskusikan dengan teman Anda soal berikut ini:

1. Sebuah gerobak memiliki momentum 10 kg m/s ke timur sebelum tumbukan dan

`momentum momentum 5,0 kg m/s ke barat sesudah tumbukan. Hitung perubahan

momentum.

2. Grafik berikut menunjukkan resultan gaya yang bekerja pada benda terhadap

waktu.

Berpikirlah dan segera laksanakan

Tanyalah apabila mengalami kesulitan.

Don’t give up

F (N)

t (s) 1 2

2

4

8

6

4 5 6 3

Berdasarkan grafik di samping,

Tentukan impuls benda dalam

selang waktu 0 – 6 sekon

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 7

Apabila kalian telah mampu memahami dan menerapkan konsep momentum dan impuls di atas, maka kalian bisa melanjutkan pada kegiatan belajar 2 berikut.

Kegiatan Belajar 2

Setelah kalian belajar tentang momentum dan impuls pada kegiatan belajar 1, sekarang perhatikan kasus berikut! Lakukan kegiatan berikut dengan mendiskusikan bersama dengan teman

sebangku .

Troly A didorong dengan gaya F membentuk sudut terhadap bidang horizontal dan troly B didorong dengan gaya F mendatar. Kedua troly memiliki massa sama besar. Besar gaya yang diberikan adalah sama besar dan dalam waktu yang sama pula.

Pertanyaan: 1. Bagaimana besar momentum keduanya? 2. Jelaskan kaitannya dengan impuls benda!

Jika sudah memahami, lanjutkan pada kegiatan ayo berlatih berikut.

Ayo berlatih!!

1. Sebuah bola massanya 2 kg jatuh dari ketinggian 45 m. Waktu bola menumbuk tanah adalah 0,1 s sampai akhirnya bola berbalik dengan kecepatan 2/3 kali kecepatan ketika bola menumbuk tanah. Hitunglah perubahan momentum bola pada saat menumbuk tanah dan besarnya gaya yang bekerja pada bola akibat menumbuk tanah!

2. Sebuah truk yang massanya 1500 kg sedang melaju dengan kecepatan 72 km/s. Kemudian truk tersebut menabrak sebuah pohon dan berhenti dalam waktu 0,2 detik. Tentukan: a. perubahan momentum truk, b. gaya rata-rata pada truk selama berlangsungnya tabrakan

Apabila kalian sudah mampu menyelesaikan masalah-masalah di atas, maka kalian bisa melanjutkan pada kegiatan belajar 3 berikut.

A B

α

F F

Jawab:

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 8

Kegiatan Belajar 3

Ayo baca dengan cermat penerapan momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari.

1. Ketika sebuah truk dan sebuah sepeda menabrak pohon dengan kecepatan sama, truk akan memberikan efek yang lebih serius. Hal ini disebabkan perubahan momentum truk lebih besar dibandingkan dengan perubahan momentum sepeda (massa truk lebih besar).

2.Ketika peluru ditembakkan dan batu dilemparkan ke sebuah papan, peluru akan merusak papan lebih serius karena perubahan momentum peluru lebih besar (kecepatannya lebih besar).

Ayo tambahkan contoh-contoh aplikasi momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 9

Dari ilustrasi tersebut, maka tentukan waktu ketika benda sampai di tanah,

perubahan kecepatan, dan gaya pada sistem! Bagaimana cara kalian bisa

menemukan perubahan momentum dan impuls? Konsep mana yang kalian gunakan

untuk menemukan jawaban tersebut? Dapatkah kalian memberikan contoh

permasalahan dalam kehidupan sehari-hari yang penyelesaiannya menggunakan

konsep momentum dan impuls tersebut? Kerjakan bersama teman kalian di buku

kerja masing-masing! Periksakan seluruh pekerjaan kalian kepada Guru agar dapat

diketahui penguasaan materi sebelum kalian diperbolehkan belajar ke UKB berikutnya.

c. Penutup

Bagaimana kalian sekarang?

Setelah kalian belajar bertahap dan berlanjut melalui kegiatan belajar 1,2 dan 3,

berikut diberikan Tabel untuk mengukur diri kalian terhadap materi yang sudah

kalian pelajari. Jawablah sejujurnya terkait dengan penguasaan materi pada UKB

ini di Tabel berikut.

Ayo berpikir kritis dan kreatif

Rancanglah sebuah kegiatan menentukan momentum rata-rata dari benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu. Anda dapat mengubah-ubah massa benda atau ketinggian benda dari tanah. Alat yang Anda butuhkan adalah alat ukur panjang, massa, dan waktu. Sebutkan langkah-langkah kegiatan yang harus Anda lakukan. Berdasarkan kegiatan tersebut rekomendasi yang harus dilakukan orang saat jatuh dari ketinggian tertentu agar tidak berakibat fatal. Buatlah kesimpulan dari kegiatan tersebut dan kumpulkan di meja guru!

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 10

Tabel Refleksi Diri Pemahaman Materi

No Pertanyaan Ya Tidak 1. Apakah kalian telah memahami konsep

momentum dan impuls?

2. Dapatkah kalian menyelesaikan masala-masalah yang terkait dengan momentum dan impuls?

3. Dapatkah kalian menerapkan momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari?

4. Apakah kalian dapat berdiskusi /berkolaborasi dengan teman

5 Apakah kalian menyelesaiakn semua tugas di UKB dengan baik?

Jika menjawab “TIDAK” pada salah satu pertanyaan di atas, maka pelajarilah

kembali materi tersebut dalam Buku Teks Pelajaran (BTP) dan pelajari ulang

kegiatan belajar 1,2, dan 3 yang sekiranya perlu kalian ulang dengan bimbingan

Guru atau teman sejawat. Jangan putus asa untuk mengulang lagi!. Dan

apabila kalian menjawab “YA” pada semua pertanyaan, maka lanjutkan berikut.

Dimana posisimu?

Ukurlah diri kalian dalam menguasai materi momentum dan impuls .dalam

rentang 0 – 100, tuliskan ke dalam kotak yang tersedia.

Setelah kalian menuliskan penguasaanmu terhadap materi momentum dan

impuls lanjutkan kegaitan berikut untuk mengevaluasi penguasaan kalian!.

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 11

Yuk Cek Penguasaanmu terhadap Materi MOMENTUM DAN IMPULS! Agar dapat dipastikan bahwa kalian telah menguasi materi konsep momentum dan impuls, maka kerjakan soal berikut secara mandiri di buku kerja kalian masing-masing.

1. Sebuah kelereng dengan massa 10 gram jatuh bebas dari ketinggian 3 m ke timbunan

pasir. Kelereng tersebut tembus ke pasir sedalam 3 cm sebelum berhenti. Besar gaya

yang dimiliki pasir pada saat berinteraksi dengan kelereng adalah…..

A. 1 N B. 3 N C. 6 N D. 8 N E.10 N

2. Dua benda masing-masing mempunyai massa m1 dan m2 yang berbeda . Jika kedua benda mempunyai energy kinetic yang sama besar, maka kedua benda itu mempunyai…………… A. kecepatan yang sama D. berat yang sama B. momentum liner yang sama E. percepatan yang sama C. momentum liner yang berbeda

3. Sebuah bola biliar disodok dengan gaya 40 N dalam waktu 0,01 s. Massa bola biliar adalah 0,2 kg. Jika awalnya bola diam, maka besar kecepatan bola biliar setelah disodok adalah……………….. A. 250 m/s B. 200 m/s C. 20 m/s D. 0,2 m/s E. 2 m/s

4. Bola A bergerak lurus dan mempunyai momentum m.v menumbuk bola B yang bergerak pada garis lurus yang sama. Jika tumbukan bola A mempunyai momentum -3m.v, maka pertambahan momentum bola B adalah ... . A. -4m.v B. -2m.v C. 2m.v D.3 m.v E. 4m.v

5. Sebuah bola yang massanya 100 gram dipukul dengan gaya 25 N dalam waktu 0,1

sekon. Jika mula-mula bola diam, maka kecepatan bola setelah dipukul adalah ... . A. 10 m/s B. 15 m/s C. 20 m/s D. 25 m/s E. 30 m/s

6. Dua buah titik bermassa m1 = 5 kg dan m2 = 6 kg terletak berdekatan pada bidang datar licin. Sistem ini mendapat impuls gaya hingga kedua benda bergerak dengan kecepatan v1 = 1 m/s dan v2= 2 m/s dengan arah saling tegak lurus. Besarnya impuls gaya yang bekerja pada sistem adalah ... . …….. A. 5 Ns B. 7 Ns C. 12 Ns D. 13 Ns E. 17 Ns .

7. Sebuah bom yang diam tiba-tiba meledak dan pecah menjadi dua bagian yang bergerak dalam arah berlawanan. Perbandingan massa kedua bagian adalah m1 : m2 = 1 : 2. Jika energi yang dibebaskan adalah 3x105 joule, maka perbandingan energi kinetik pecahan pertama dan kedua adalah ... . A. 1 : 1 B. 1 : 3 C. 2 : 1 D. 5 : 1 E. 7 : 5

Setelah menyelesaikan soal mandiri di atas di atas dan mengikuti kegiatan

belajar1,2 dan 3, bagaimana penyelesaian permasalahan pada KEGIATAN AYO

BERLATIH di bagian awal pembelajaran tadi? Silahkan kalian berdiskusi dengan

teman sebangku atau teman lain. Kemudian tuliskan penyelesaian matematika

tersebut di buku kerja masing-masing!.

Momentum dan Impuls

SMAN 1 PONOROGO 12

Ini adalah bagian akhir dari UKB materi MOMENTUM DAN IMPULS, mintalah tes

formatif kepada Guru kalian sebelum belajar ke UKB berikutnya. Sukses untuk

kalian!!!