IMPULS, MOMENTUM&
TUMBUKAN
SMK Bidang Keahlian Kesehatan
SMKN Jakarta
2014
MOMENTUM LINEAR
Momentum adalah ukuran kesukaran untuk memberhentikan suatu benda yang sedang bergerak. Kesukaran memberhentikan suatu benda bergantung pada massa dan kecepatan.
dengan:
P = momentum (kg.m/s)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
Momentum adalah besaran vektor, yang berarti memiliki besar dan arah. Untuk momentum satu dimensi arah dapat dilukiskan dalam bentuk tanda positif dan negatif. Misalnya arah ke kanan positif dan ke kiri negatif. Karena momentum besaran vektor, maka resultan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor, misalnya :
Secara umum resultan momentum dapat ditulis :
Px = jumlah komponen momentum pada sumbu x
Py = jumlah komponen momentum pada sumbu y
Contoh Peristiwa Momentum
Mobil I :massa dan kecepatannya besar, sehingga momentumnya menjadi sangat besar.
Mobil II :massa dan kecepatannya kecil, sehingga momentumnya menjadi sangat kecil
Mobil III :massa dan kecepatannya sedang, sehingga momentumnya sedang.
Soal Dua buah benda A dan B masing-masing bermassa 4 kg dan 2 kg. keduanya bergerak seperti pada gambar di samping. Tentukan :
a) Momentum benda A
b) Momentum benda B
c) Jumlah momentum kedua benda
Jawaban :
Dik : mA = 4 kg mB = 2 kg
vA = 2 m/s vB = 3 m/s
Dit :
d) pA ? b) pB ? c) resultan p ?
Cara :
e) pA = mA . vA b) pB = mB . vB
= 4 kg x 2 m/s = 2 kg x 3 m/s
= 8 kg m/s = 6 kg m/s
c)
IMPULS
Impuls adalah hasil kali gaya dengan selang waktu terhadap benda.
dengan:
I = impuls (N.s)
F = gaya (N)
Δt = selang waktu (s)
v1 = kecepatan awal (m/s)
v2 = kecepatan akhir (m/s)
Soal Bola yang diam massanya 400 gram
ditendang dengan gaya 100 N. Bila lamanya kaki menyentuh bola 0.04 sekon, maka bola akan melayang dengan kecepatan… m/s
Dik :m = 400 gramF = 100 N∆t = 0.04 sekonDit : vt??
Jawab :F. ∆t = m vt – m vo (100).(0,04) = o,4 (vt ) – 0vt = 10 m/s
HK. KEKEKALAN MOMENTUMHukum kekekalan momentum untuk peristiwa tumbukan, yaitu :“jumlah momentum benda-benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap, asalkan tidak ada gaya-gaya luar yang bekerja pada benda itu”
v1 , v2 = kecepatan sebelum tumbukan (m/s)
v1 ‘, v2
’ = kecepatan setelah tumbukan (m/s)
Aplikasi Tumbukan diantaranya :
Jenis-jenis Tumbukan
Tumbukan elastis
sempurna
Tumbukan elastis
sebagian
Tumbukan tak elastis
Penjelasan gambar 1
Pada saat bola ke 1 diayunkan ke arah bola yang lain, bola ke 1 yang massa m1 dan kecepatan v1 saat menyentuh bola ke 2 (v2 =0), maka terjadi perambatan energi sampai pada bola ke 5, sehingga bola ke 4 dan bola ke 5 akan berayun searah dengan bola ke 1. Selanjutnya bola ke 5 berbalik arah dan menyentuh bola ke 4 terjadi lagi rambatan energi menuju bola ke 1, demikian seterusnya.
Tumbukan ini disebut tumbukan elastis sempurna (lenting sempurna)
Tumbukan elastis sempurna
Untuk tumbukan lenting sempurna
Ciri-ciri :1) Koefisien restitusi e = 12) Tidak ada perubahan energi kinetik
benda
Rumusan :
v1iv2i
m1m2
Sebelum tumbukan
v1f
m1
Setelah tumbukan
m2
v2f
'22
'112211 vmvmvmvm
Soal Bola A 1,5 kg dan bola B 2 kg bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing 8 m/s dan 6 m/s. jika kedua bola tersebut bertumbukan secara lenting sempurna, maka berapakah:a) Jumlah momentum setelah
tumbukanb) Energi kinetik setelah tumbukan
Dik : mA = 1,5 kg, vA = 8 m/s mB = 2 kg, vB = 6 m/s
Dit : a) ptot’? b) Ek’?Jawab :a) b)
0
)6(285,1
'
BBAA
tottot
vmvm
pp
Joule
vmvm
EE
BBAA
kk
66
622
185,1
2
12
1
2
1
'
22
22
Penjelasan gambar 2
Mobil bermassa m bergerak dengan kecepatan v1 menumbuk dinding (v2 = 0). Setelah menumbuk dinding, mobil itu bergerak berlawanan arah dengan kecepatan v1’ lebih kecil dari kecepatan mula-mula (v1’ < v1). Mengapa?
Tumbukan elastis sebagian
Mengapa??Energi kinetik sistem sebelum dan sesudah tumbukan terjadi tidak sama. Artinya, seringkali hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku dalam peristiwa tumbukan.
Artinya :
Energi kenetik itu sebagian diubah menjadi…
Umpamanya tinggi benda dijatuhkan adalah h1 dan benda memantul setinggi h2 dari lantai. Dengan menggunakan persamaan Gerak Jatuh Bebas, maka :
Maka diperoleh nilai e :
h1 = tinggi benda saat dijatuhkan (m)
h2 = tinggi benda saat memantul kembali (m)
Soal Bola A 2 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. sedangkan bola B 3 kg bergerak di depan bola A dengan kecepatan 2 m/s searah. Setelah tumbukan kecepatan bola B menjadi 4 m/s. tentukan:a) Kecepatan bola A setelah tumbukanb) Koefisien restitusi
Dik : mA = 2 kg, vA = 4 m/s mB = 3 kg, vB = 2 m/s vB’= 3 m/s
Dit : a) vA’? b) e ?Jawab :
Penjelasan gambar 3
Anak panah bermassa m dilepaskan dari busurnya dengan kecepatan v1 menumbuk papan target. Setelah menumbuk, anak panah itu tertancap di papan target. Papan target dan anak panah secara bersama-sama bergerak v2 sangat lamban searah dengan anak panah itu.
Tumbukan tak elastis
Ciri-ciri :1) Koefisien restitusi e = 02) Kecepatan akhir sama/ dua benda
menyatu (v1’=v2’=v’)3) Terjadi perubahan energi kinetik
Rumusan :
v1iv2i
m1m2
Sebelum tumbukan
vf
m1 + m2
Setelah tumbukan
Untuk tumbukan tak lenting sama sekali dalam satu dimensi
kkk EEE '
Soal Sebuah peluru yang massanya 20 gram mengenai
segumpal lilin mainan yang massanya 200 gram dan tergantung pada seutas tali yang panjang. Peluru itu masuk dan melekat pada lilin mainan. Jika kecepatan peluru sebelum mengenai lilin adalah 200 m/s, maka besarnya kecepatan lilin mainan setelah peluru tersebut masuk di dalamnya adalah…
Dik : m1 = 0,2 kgm2 = 0,02 kg v2 = 200 m/s
Dit : v’ ??
Jawab :
m1 . v1 + m2 . v2 = (m1 + m2) v’
0 + 0,02 . 200 = (0,2 + 0,02) v’
v’ = 18,2 m/s
Prinsip Kerja Roket
v v+Dv
Dm
u
Kecepatan bahan bakar relatip terhadap roket
v - u
Hukum kekekalan momentum :
m
muv
umvmvmvm
pp akhirawal
m = massa awal roket (kg)v = kecepatan awal roket relatif terhadap bumi (m/s)∆m = massa gas buang (kg)∆v = kecepatan tambahan roket (m/s)u = kecepatan gas buang relatif terhadap roket (m/s)
Soal
Gas buang roket keluar dengan laju massa 80 kg/s kecepatan semburan gas adalah 200 m/s, maka gaya dorong pada roket adalah…Dik : Dit : F ?
Jawab :
Nsmskgvt
mt
pF
ptFI
16000/200/80
smv
skgt
m
/200
/80
Sekian
Terimakasih
Top Related