Momentum dan Impuls ; Pengertian Hingga Hubungannya

Oleh Gian Christian

Wednesday, November 19, 2014

Bagikan :

Tweet

Selamat pagi, kali ini saya akan membahas tentang momentum dan impuls yang masuk dalam mata pelajaran fisika. Momentum dan Impuls dapat dilihat dalam kehidupan kita sehari-hari. Nah, kita akan membahasnya di bawah ini.

PENGERTIAN MOMENTUM

Dalam ilmu fisika, momentum dapat diartikan sebagai suatu besaran, yang merupakan hasil kali antara massa benda (skalar) dengan kecepatan geraknya (vektor) dengan arah momentum sejajar dengan arah kecepatannya. Perhatikan ilustrasi di bawah ini

“Ada sebuah kereta api yang sedang berjalan dengan kecepatan 60 km/jam, di tempat lain ada juga seorang pemuda yang mengendarai sebuah sepeda motor dengan kecepatan yang sama, yaitu 60 km/jam. Jika kedua kendaraan tersebut diberhentikan secara bersamaan, yang manakah yang akan berhenti duluan?”

Mungkin sebagian besar dari kita akan menjawab bahwa yang akan terlebih dahulu berhenti adalah sepeda motor. Jawaban itu adalah benar. Tapi pertanyaan berikutnya pun muncul “apa yang menyebabkan motor lebih cepat berhenti dibandingkan kereta api?” Hal ini disebabkan karena massa kereta api jauh lebih besar dibandingkan dengan sepeda motor, sehingga momentum kereta api akan lebih besar dari sepeda motor, meskipun kecepata kedua kendaraan tersebut sama.

PENGERTIAN IMPULS

Impuls merupakan besaran dari hasil kali antara gaya (vektor) dengan selang waktu gaya tersebut bekerja (skalar), jadi impuls berkaitan erat dengan arah. Kejadian yang merupakan contoh dari impuls adalah seseorang yang sedang menendang bola. Untuk menendang bola diperlukan gaya untuk membuat bola tersebut bergerak dan ada selang waktu sebelum kaki orang tersebut menyentuh bola.

RUMUS MOMENTUM

Sebelumnya kita telah membahas pengertian dan contoh dari momentum. Sekarang kita akan membahas rumus dari momentum tersebut. Rumus momentum adalah.

 atau

Ket:

p = momentum (Kg m/s)

m = massa (Kg)

v = kecepatan benda (m/s)

Akibat perubahan kecepatan suatu benda, nilai momentum benda pun akan berubah. Rumus perubahan momentum adalah :

Ket:

∆p = perubahan momentum (Kg m/s)

m = massa (kg)

V₁ = Kecepatan mula-mula (m/s)

V₂ = Kecepatan akhir (m/s)

Ada contoh lain lagi, misalkan dua buah benda yg memiliki kecepatan dan massa kemudian bertumbukan dan setelah tumbukan kecepatan masing-masing benda berubah, maka menurut hukum kekekalan momentum persamaannya adalah

P_1,2 = m₁v₁+m₂v₂

Ket:

p_1,2 = Momentum benda 1 dan 2

m₁ = massa benda 1

m₂ = massa benda 2

v₁ = kecepatan benda 1

v₂ = kecepatan benda 2

Contoh Soal

1.       Tono yang bermassa 50 kg, naik sepeda dengan kecepatan 36 km/jam.
Tentukan momentum Tono jika sepeda bergerak pada arah sumbu x.

Pembahasan :

Diketahui : Massa Tono (m) = 50 kg
Kecepatan (v) = 36 km/jam = 10 m/s
Ditanya : P
Jawab : P = m.v
= 50 kg . 10 m/s
= 500 kg.m/s

2.       Bola bermassa 0,2 kg dilempar mendatar dengan kelajuan 10 m/s membentur dinding tembok lalu bola dipantulkan kembali dengan kelajuan yang sama. Perubahan momentum bola adalah.....

Pembahasan

Diketahui: massa bola (m) = 0,2 kg

Kelajuan awal bola (v₁) = -10 m/s

Kelajuan akhir bola (v₂) = 10 m/s

Ditanya : perubahan momentum bola (∆p)

Jawab: ∆p = mv₂-mv₁

∆p = 0,2(10) – 0,2(-10)

∆p = 2 + 2

∆p = 4 kg m/s

RUMUS IMPULS

Berikutnya kita akan membahas rumus Impuls. Adapun rumus impuls adalah sebagai berikut :

 atau

Ket:

I = Impuls (Ns)

F = Gaya (N)

∆t = selang waktu (s)

Contoh soal:

Sebuah bola ditendang dengan gaya sebesar 800 newton. Lamanya bola bersentuhan dengan pemukul adalah 2 milisekon. Besar impuls bola tersebut adalah...

Pembahasan

Diketahui :
Gaya terhadap bola (F) = 800 N
Selang waktu kontak (∆t) = 2 milisekon = (2/1000) sekon = 0,002 sekon
Ditanya : Impuls
Jawab :
Rumus impuls :
I = F ∆t
I = 800 x 0,002

I = 1,6 Ns

Hubungan Momentum dan Impuls

Berdasarkan hukum II Newton yang mengatakan bahwa gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perkalian massa dengan percepatannya.

Rumus gaya : F = m.a.

Jika kita masukkan ke rumus I = F. Δt

I = F. Δt

I = m.a (t2-t1)

I = m v/t (t2-t1)

I = m.v1 – mv2

I = ∆t (teorema impuls-momentum)

Jadi dapat disimpulkan bahwa besarnya Impuls terhadapbenda sama dengan perubahan momentum benda tersebut.

Contoh soal:

Sebuah mobil bermassa 1.500kg bergerak sepanjang garis lurus dan berkurang kecepatannya dari 20m/s di A menjadi 15m/s di B dalam selang waktu 3s. Berapakah gaya rata-rata yang memperlambat mobil itu?

Penyelesaian

DiketahuI: mobil bergerak lurus sehingga menghilangkan notasi vektor. Diambil arah gerak  sebagai  arah positif.

                   m= 1500kg

                   v₁=+20m/s

                   v₂=15m/s

                   ∆t=3s

Ditanya: F ……..?

Jawab:     I          =  ∆p

                 F. ∆t   = p₂− p₁

                 F. ∆ t  = m.v₂ – m.v₁           

                 F  (3s) = (1.500kg) (15m/s) – (1.500kg) (20m/s)

                 F          = -7.500kg.m/s       = -2.500 N.                                         

                 F             = 3s

Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya F arahnya berlawanan dengan arah gerak. Hal ini sesuai dengan kenyataan bahwa mobil bergerak diperlambat.

Tag : Pelajaran Fisika