Impuls dan Momentum -

Impuls & Momentum – Pengantar

Sesuai dgn Hukum Newton I, saat suatu benda membisu akan digerakkan, maka benda tersebut condong akan terus diam. Begitu pula, saat benda sedang bergerak akan tidak boleh, maka benda tersebut cenderung akan terus bergerak. Inilah konsep kelembaman atau inersia.

Untuk menggerakkan benda yg membisu atau menghentikan benda yg bergerak, dibutuhkan gaya yg lebih besar. Kali ini kita akan membahas Impuls & Momentum yg berhubungan dgn hal ini.

Lihat pula materi Sosiologiku.com yang lain:

Fisika Kuantum

Alat Optik

Pemanasan Global

Daftar Isi

Impuls

Sumber gambar: soccer-pembinaan-methods.com

Seperti yg sudah dijelaskan di awal, kita membutuhkan gaya untuk membuat benda yg membisu semoga menjadi bergerak. Contohnya adalah ketika kita menendang bola yg membisu di atas lapangan, bola akan melesat saat kita tendang. Gaya tendangan pada bola termasuk gaya kontak yg melakukan pekerjaan cuma dlm waktu yg singkat. Gaya mirip ini disebut gaya impulsif. Perkalian antara gaya tersebut dgn selang waktu gaya itu bekerja pada benda disebut Impuls.

Kaprikornus, dengan-cara matematis, Impuls dapat dituliskan selaku berikut:

$I=F . \Delta t$

Di mana:

I = Impuls (Ns)

F = gaya spontan (N)

$\Delta t$ = perubahan waktu (t2 – t1) (s)

Karena impuls didapat dr besaran gaya dgn selang waktunya, maka impuls termasuk besaran vektor (alasannya adalah gaya merupakan besaran vektor). Arah Impuls I searah dgn gaya impulsifnya F.

Jika gaya impulsif F, yg berubah kepada selang waktu digambarkan grafik F-t nya, maka luas arsir dlm selang waktu $\Delta t$ , di mana $\Delta t = t2 - t1$ , sama dgn luas arsir di bawah grafik F-t, dgn batas nilai dr t1 (dikala kontak terjadi) sampai dgn t2 (dikala kontak rampung) (amati gambar dibawah).

Cermin dan Lensa – Cembung dan Cekung

grafik gaya impuls terhadap waktu

Impuls = luas daerah di bawah grafik F-t

Jika waktu terjadinya tumbukan (Impuls) semakin usang, maka gaya yg melakukan pekerjaan pada benda akan semakin kecil.

Momentum

Sumber gambar: pikrepo & pixabay

Perhatikan kedua gambar diatas, jika kedua kendaraan tersebut bergerak dgn kecepatan yg sama, manurut ananda dr kedua kendaraan tersebut manakah yg lebih sulit untuk dilarang? Lalu, jika terdapat dua kendaraan dgn massa yg sama bergerak dgn kecepatan yg berlawanan, manakah yg lebih sulit untuk tidak boleh, kendaraan dgn kecepatan yg rendah atau kecepatan tinggi? Pertanyaan-pertanyaan ini merupakan rancangan dr saat-saat.

Sesuai dgn hukum Newton I yg sudah dijelaskan di permulaan, benda yg sedang bergerak akan terus condong bergerak sehingga sukar untuk tidak boleh. Momentum ialah ukuran kesukaran untuk menghentikan suatu benda yg sedang bergerak.

Secara matematis, saat-saat dirumuskan sebagai hasil kali massa & kecepatannya:

$p=m .v$

Di mana:

p = momentum (kg m/s)

m = massa (kg)

v = kecepatan (m/s)

Karena saat-saat didapat dr hasil kali kecepatan dgn massanya, maka momentum termasuk besaran vektor (alasannya kecepatan merupakan besaran vektor). Arah saat-saat p searah dgn arah kecepatannya v. Pada satu dimensi, arah saat-saat cukup ditampilkan dgn tanda positif atau negatif.

Hubungan antara Impuls & Momentum

Sesuai dgn Hukum newton II, maka:

$F=m. a$

Di mana:

$a=\frac \Delta v \Delta t =\frac v2-v1 \Delta t$

Sehingga:

$F=m \left( \frac v2-v1 \Delta t \right)$

$F. \Delta t=m.v2-m.v1$

$F. \Delta t=p2-p1$

$I= \Delta p$

Persamaan terakhir diatas mampu dinyatakan dgn kalimat berikut yg diketahui dgn teorema Impuls-momentum:

“Impuls yg dijalankan pada suatu benda sama dgn pergantian saat-saat yg dialami benda tersebut, yaitu beda antara momentum simpulan dgn momentum mulanya (delta).”

Contoh Soal Impuls & Momentum

Contoh Soal 1

Sebuah bola bermassa 120 gram dilemparkan dengan-cara horizontal ke tembok dgn kecepatan 30 m/s & memantul kembali. Jika bola tersebut dipantulkan dgn laju yg sama besar, maka besar impuls bola yg terjadi yakni…

Gelombang Cahaya

A. 3,6 Ns

B. 7,2 Ns

C. 10,8 Ns

D. 14,4 Ns

E. 18 Ns

Pembahasan:

Dari soal, diketahui:

m = 120 gr = 0,12 kg

v1 = 30 m/s

v2 = -30 m/s

Kaprikornus, impulsnya adalah:

$I = \Delta p$

$I=m. \Delta v = m(v2 - v1)$

I = 0,12 (-30 – 30) = 0,12 (-60) = -7,2 Ns

Tanda minus disini memberikan arah, jadi arahnya berbeda dgn arah mulanya sebab bolanya memang memantul.

Makara, balasan yg benar yaitu B

Contoh Soal 2

Sebuah motor dgn pengendaranya bermassa 200 kg melaju dgn kecepatan 40 km/jam dgn percepatan 2 m/s. Perubahan saat-saat motor tersebut sehabis bergerak selama 5 detik ialah…

A. 10 kNs

B. 1 kNs

C. 200 Ns

D. 2 Ns

E. 2 kNs

Pembahasan:

Dari soal, dikenali:

m = 2oo kg

v1 = 40 km/jam = 11,11 m/s

a = 2 m/s

t = 5 s

Pertama, kita mesti cari kelajuannya sesudah 5 detik: