HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

I. TujuanUntuk menyelidiki berlaku hukum kekekalan momentumII. Landasan TeoriMomentumMomentum sebuah partikel adalah sebuah vektor (p) yang didefinisikan sebagai perkalian antara massa partikel m dengan kecepatannya (v). Momentum ini merupakan besaran vektor yang memiliki besar dan arah.P = mv Keterangan:m =massa benda (kg)v =kecepatan banda (ms-1)P =momentum benda (kgms-1)Hubungan impuls dengan momentumHubungan antara impuls dengan momentum di dapat dari persamaan hukum kedua newton tentang gerak :F = ma F = m dv/dtF dt = m dv I = mv2 - mv1Dari persamaan di atas kita lihat bahwa hasil kali gaya dengan selang waktu itu sama dengan perubahan momentum. F dt disebut sebagai impuls dan dilambangkan dengan (I), I = F dt dapat dihitung ketika gaya yang bekerja pada benda selama selang waktutnilainya konstan, maka dapat kita tuliskan persamaan hubungan antara impuls dan momentum dengan :I =p

Keterangan:I = impulsp = perubahan momentumHukum Kekekalan MomentumHukum kekekalan momentum menyatakan bahwa : Pada peristiwa tumbukan, jumlah momentum benda benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda benda itu. Secara matematis ditulis :p1+ p2= p1 + p2m1v1+ m2v2= m1v1+ m2v2Keterangan:p1,p2= momentum benda 1 dan 2 sebelum tumbukanp1 ,p2= momentum benda 1 dan 2 sesudah tumbukanm1,m2= massa benda 1 dan 2v1,v2= kelajuan benda 1 dan 2 sebelum tumbukanv1,v2= kelajuan benda 1 dan 2 sesudah tumbukanIII. Alat dan Bahan1. Lintasan tumbukan2. Mistar3. Stopwacht4. Neraca ohause5. Dua buah bola dengan massa yang berbeda. IV. Langkah-langkah Percobaan1. Rangkailah alat sesuai dengan gambar berikut

Gambar 1. Set up percobaan

2. Kalibrasi alat ukur yang digunakan seperti neraca ohause dan stopwacth.3. Timbanglah massa masing-masing bola dengan menggunakan neraca Ohause.4. Letakkan masing-masing bola dimasing-masing sudut lintasan. Dimana jarak dari kedua bola tersebut 136,5 cm. 5. Gulirkan kedua bola tersebut secara bersamaan dengan arah yang berlawanan.6. Hitunglah waktu yang dibutuhkan ke-2 buah bola tersebut saat bertumbukan, serta hitung pula waktu sesaat (sampai bola berhenti) setelah bertumbukan dengan menggunakan stopwatt.7. Hitunglah jarak ke 2 buah bola tersebut setelah mengalami tumbukan menggunakan mistar.8. Ulangi langkah 4, 5, 6, dan 7 sebanyak 3 kali.9. Catat hasil pengamatan pada tabel hasil pengamatan.Percobaan kem1s1t1s1t1

Tabel 1. Tabel Hasil PengamatanKeterangan:m1 = massa bola 1s1 = jarak bola pertama dengan bola keduat1 = waktu yang dibutuhkan kedua bola untuk bertumbukans1 = jarak bola 1 setelah tumbukan dengan bola keduat1 = waktu setelah tumbukan sampai bola pertama berhentiVI. Teknik Analisis DataAdapun untuk teknik analisis data yang digunakan adalah sebagai berikut:1. Untuk menentukan kecepatan benda sebelum dan sesudah tumbukan menggunakan persamaan:

Keterangan: s = jarak bolav = kecepatan bolat = waktu 2. Untuk melaporkan hasil perhitungan kecepatan sebelum dan sesudah tumbukan digunakan persamaan berikut:

3. Untuk menentukan nilai dari digunakan penurunan dari persamaan kecepatan sebagai berikut:

4. Untuk menentukan momentum sebelum dan sesudah tumbukan menggunakan persamaan hukum kekekalan momentum ( dalam hal ini mengambil peristiwa lenting sempurna ) sebagai berikut:

p1+ p2= p1 + p2m1v1+ m2v2= m1v1+ m2v2Keterangan:p1,p2= momentum benda 1 dan 2 sebelum tumbukanp1 ,p2= momentum benda 1 dan 2 sesudah tumbukanm1,m2= massa benda 1 dan 2v1,v2= kelajuan benda 1 dan 2 sebelum tumbukanv1,v2= kelajuan benda 1 dan 2 sesudah tumbukan5. Untuk mencari kesalahan relatif dari perhitungan digunakan persamaan berikut:

VII. Data Hasil PercobaanAdapun data hasil pengamatan yang diperoleh oleh praktikan dari percobaan hukum kekekalan momentum adalah sebagai berikut:1. Bola 1 ( Massa: 19,5 gram )Tabel 2. Hasil PercobaanPercobaan kem1( gram )s1(cm )t1 ( sekon )s1(cm)t1( sekon )

119,5 136,52,2897,92,74

219,5136,52,0785,41,57

319,5136,51,8378,22,14

Rata-rata1,95136,52,0887,172,15

2. Bola 2 ( Massa: 21,1 gram )Tabel 3. Hasil PercobaanPercobaan kem1( gram )s1(cm )t1 ( sekon )s1(cm)t1( sekon )

121,1 136,52,2880,11,76

221,1136,52,0771,81,51

321,1136,51,8370,80,4

Rata-rata21,1136,52,0674,231,22

VIII. Analisis Data Hasil PengamatanAdapun analisis data dari data hasil percobaan yang diperoleh adalah sebagai berikut:1. Untuk bola dengan massa 19,5 gram a. Kecepatan bola 1 sebelum tumbukan

b. Nilai dari delta v sebelum tumbukan:

c. Maka nilai v yang dilaporkan adalah sebagai berikut:

c. Kesalahan relatif ( KR ) yang diperoleh adalah:

d. Kecepatan bola 1 setelah tumbukan

e. Nilai dari delta v setelah tumbukan:

f. Maka nilai v yang dilaporkan adalah sebagai berikut:

g. Kesalahan relatif ( KR ) yang diperoleh adalah:

Jadi kecepatan bola 1 sebelum tumbukan adalah m/s dan setelah tumbukan m/s dengan kesalahan relatif dan 2. Untuk bola dengan massa 21,1 grama. Kecepatan bola 2 sebelum tumbukan

b. Nilai dari delta v sebelum tumbukan:

c. Maka nilai v yang dilaporkan adalah sebagai berikut:

c. Kesalahan relatif ( KR ) yang diperoleh adalah:

d. Kecepatan bola 2 setelah tumbukan

e. Nilai dari delta v setelah tumbukan:

f. Maka nilai v yang dilaporkan adalah sebagai berikut:

g. Kesalahan relatif ( KR ) yang diperoleh adalah:

Jadi kecepatan bola 2 sebelum tumbukan adalah m/s dan setelah tumbukan m/s dengan kesalahan relatif dan 3. Persamaan Hukum Kekekalan momentumAdapun untuk mengetahui apakah hukum kekekalan momentum itu berlaku, maka akan dibuktikan dengan mengkalkulasi kecepatan benda 1 dan 2 setelah tumbukan dan sebelum tumbukan dalam persamaan berikut: p1+ p2= p1 + p2m1v1+ m2v2= m1v1+ m2v219,5 ( 0,63 )+ 21,1 ( 0,63 )= 19,5 ( 0,40 ) + 21,1 ( 0,61 )12,3+ 13,3= 7,8+ 12,925,6= 20,7Jadi momentum sebelum tumbukan dan setelah tumbukan itu terjadi antara bola pertama dengan bola kedua adalah 25,6 dan 20,7.VIII. Hasil dan PembahasanAdapun hasil dari percobaan hukum kekekalan momentum adalah sebagai berikut:1.

Kecepatan bola 1 sebelum tumbukan adalah m/s dan setelah tumbukan m/s dengan kesalahan relatif dan 2.

kecepatan bola 2 sebelum tumbukan adalah m/s dan setelah tumbukan m/s dengan kesalahan relatif dan 3. Momentum sebelum tumbukan dan setelah tumbukan itu terjadi antara bola pertama dengan bola kedua adalah 25,6 dan 20,7.Dari hasil yang diperoleh dalam percobaan terlihat bahwa momentum sebelum tumbukan dengan momentum setelah tumbukan memiliki selisih nilai sebesar 4,9. Ini menujukan bahwa hasil yang diperoleh tidak membuktikan hukum kekekalan momentum yang menyatakan momentum sebelum dan sesudah tumbukan nilainya mendekati sama. Adapun hal yang menyebabkan kurang akuratnya hasil percobaan yang diperoleh adalah dari kesalahan-kesalahan yang dilakukan. Adapun kesalahan yang dimaksud adalah:1. Kesalahan umumKesalahan yang disebabkan oleh praktikan saat melakukan percobaan.2. Kesalahan sistematisKesalahan yang disebabkan oleh instrumen yang digunakan dalam praktikum.3. Kesalahan acakKesalahan yang disebabkan oleh halhal yang sangat tidak diketahui penyebabnya.IX. KesimpulanAdapun kesimpulan yang dapat ditarik dari percobaan hukum kekekalan momentum adalah sebagai berikut:1. Hukum kekekalan momentum dalam percobaan ini dapat dikatakan kurang terbukti sebab dari hasil percobaan terlihat hasil yang diperoleh sebelum dan sesudah tumbukan memiliki selisih yang besar sekitar 4,9.