Momentum dan Impuls: Pengertian, Rumus, Tumbukan,Hukum Kekekalan Momentum dan Contoh Soal – Apakah itu Momentum dan Impuls ?Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas apakah itu Momentum dan impuls serta hal hal lain tentang keduanya.Mari kita simak bersama pembahasannya pada artikel di bawah ini untuk lebih dapat memahaminya.

Momentum dan Impuls: Pengertian, Rumus, Tumbukan, Hukum Kekekalan Momentum dan Contoh Soal

Momentum adalah perkalian antara massa benda dengan kecepatan benda tersebut. Momentum merupakan besaran turunan yang muncul karena ada benda bermassa yang bergerak. Dalam fisika Momentum ini dilambangkan dengan huruf “P”. Secara sistematis, momentum dirumuskan sebagai berikut:

Rumus Momentum

P = m v

Dimana

P = momentum (kg m / s)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda(m/s)

Impuls didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dan lamanya gaya tersebut bekerja. Secara matematis dapat ditulis dibawah ini:

Rumus Impuls

I = F ∆t

F = m a

Dimana

I = impuls (Ns)
F = gaya (N)
∆t = selisih wakyu (s)
a = percepatan (m/s2)
m = massa (kg)

Dalam proses atau fenomena alam momentum maka akan timbul juga yang disebut kekekalan momentum.

Kekekalan momentum menyatakan bahwa jika gaya luar yang bekerja pada sistem bernilai 0 oleh sebab itu momentum linear sistem tersebut akan tetap konstan.

Rumus Kekekalan Momentum

P sebelum = P sesudah

P1 + P2 = P1’ + P2’

m1 v1 + m2 v2 = m1’ v1’ + m2’ v2’

dimana

P sebelum = momentum sebelum tumbukan (kg m / s)
P sesudah = momentum sesudah tumbukan (kg m / s)
m 1,2 = massa benda 1 dan 2 (kg)
v 1,2 = kecepatan awal benda 1 dan 2 (m/s)
v 1,2’ = kecepatan akhir benda 1 dan 2 (m/s)

Nilai Koefisien Restitusi

e = – ((v1’ – v2’) / (v1 – v2))

dimana

e = koefisien restitusi
5. Rumus Hukum Kekekalan Momentum

m1 v1 + m2 v2 = m1 v1’ + m2 v2’

Hukum Kekekalan Energi Kinetik

½ m1 v12 + ½ m2 v22 = ½ m1 v1’2 + ½ m2 v2’2

Hubungan Impuls dan Momentum

Jadi ,Impuls sama dengan perubahan momentum :

Sebuah benda bermasa m mula-mula bergerak dengan kecepatan v1 dan kemudian pada benda bekerja gaya sebesar F searah kecepatan awal selama ∆t, dan kecepatan benda menjadi v2.

Untuk menjabarkan hubungan antara impuls dengan perubahan momentum,akan kita ambil arah gerak mula-mula sebagai arah positif dengan menggunakan hukum newton II.

F = m. a
F= m (v2 – v1 ) ∆t
F. ∆t = m. v2 – m. v1

Ruas kiri merupakan impuls gaya dan ruas kanan menunjukan perubahan momentum. Impuls gaya pada suatu benda sama dengan perubahan momentum benda tersebut. Secara sistematis dituliskan seperti:

F ∆t = m. v2 – m v1
I = p2 – p1
I = ∆p
I = m.v1 – m.v2
I= m (v1 – v2)

Salah satu hukum newton mengatakan bahwa gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perkalian massa dengan percepatannya.

F = m.a

Jika di masukkan ke rumus I = F. Δt

I = F. Δt
I = m.a (t2-t1)
I = m v/t (t2-t1)
I = m.v1 – mv2

Jadi dapat disimupulkan bahwa “Besarnya impuls yang bekerja/dikerjakan pada suatu benda sama dengan besarnya perubahan momentum pada benda tersebut.”

Jenis – Jenis Tumbukan

Jenis tumbukan disini kita pilah berdasarkan nilai koefisien restitusinya. Koefisien restitusi secara sederhana dapat dikatakan sebagai nilai redaman suatu benda atas kejadian tumbukan yang terjadi.

Berikut ini merupakan jenis tumbukan yang ada antara lain:

Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan ini merupakan tumbukan yang menghasilkan kecepatan awal benda akan sama dengan kecepatan ahir benda. Tumbukan ini dapat diterapkan beberapa pernyataan

Berlaku hokum kekekalan momentum
Berlaku hokum kekekalan energi kinetic
Nilai koefisien restitusi (e) = 0

Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Tumbukan ini merupakan tumbukan yang mengakibatkan bendayang bergerak dan menumbuk benda lain akan langsung berhenti atau kecepatan ahir benda tersebut 0. Tumbukan ini menerapkan beberapa pernyataan.

Berlaku hokum kekekalan momentum
Nilai koefisien restitusi (e) = 0

Tumbukan Lenting Sebagian

Tumbukan ini adalah tumbukan yang mengakiatkan hilangnya energi kinetic setelah terjadi tumbukan dan menjadi energi panas, bunyi, atau bentuk energi lainnya. Tumbukan ini menerapkan beberapa pernyataan antara lain:

Berlakunya hokum kekekalan momentum
Nilai koefisien restitusi (e) = 0<e<1

Tumbukan dan Hukum Kekekalan Momentum

Pada sebuah tumbukan selalu melibatkan paling sedikit dua buah benda. Misalkan bila biliar A dan B. waktu belum terjadi tumbukan bila A,bergerak mendatar ke kanan dengan momentum mAvA , dan bola B bergerak ke kiri dengan momentum mBvB.

Momentum sebelum tumbukan, dirumuskan sebagai berikut:

P = mAvA + mBvB

Momentum sesudah tumbukan , dirumuskan sebagai berikut:

P’ = mAv’A + mBv’B

Sesuai dengan hukum kekelan energi maka pada momentum juga berlaku hukum kekekalan dimana momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan sama.

Maka dari itu dapat diambil kesimpulan bahwa pada peristiwa tumbukan, jumlah momentum benda-benda sebelum dan sesudah tumbukan tetap asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda-benda tersebut.

Pernyataan ini yang dikenal sebagai hukum kekekalan momentum linier. Secara matematis untuk dua benda yang bertumbukan dapat ditulis seperti dibawah ini:

PA + PB = P’A + P’B

Atau

mAvA + mBvB = mAv’A + mBv’B

Contoh Soal Momentum dan Impuls

1. Bagus mendapat mobil mobilan dari ayahnya yang bermasa 10 kg. Mobil itu bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Berapa nilai momentum dan energi kinetik yang dimiliki mobil-mobilan tersebut?
Pembahasan

Diketahui

m =10 kg

v = 6 m/s

Penyelesaian

P = m . v = 10 × 6 = 60 ᵏᵍ/s

EK = ⅟₂ 10 62 = 180 J

Jadi nilai momentum bernilai 60 ᵏᵍ/s dan energi kinetic yang dihasilkan adalah 180J.

2. Tria yang memiliki badan gemuk dengan berat badan 110 kg berlari dengan kecepatan tetap 72 km/jam. Berapa momentum dari Tria tersebut?
Jawab:
P = m.v
Kecepatan harus dalam m/s, 72 km/ jam = 72000/3600 = 20 m/s

P = 110 x 20 = 2.220 kg m/s

2. Chistiano Ronaldo mengambil tendangan bebas tepat di garis area pinalti lawan. Jika ia menendang dengan gaya 300 N dan kakinya bersentuhan dengan bola dalam waktu 0,15 sekon. Hitunglah berapa besar impuls yang terjadi!
Jawab:

I = F.Δ t
I = 300. 0,15 = 45 Nt

3. Sebuah bola tenis menumbuk tembok dengan arah tegak dengan kecepatan 6 m/s. Jika koefisien tumbukan yang dialami bola tennis dengan tembok adalah 0,5. Berapa kelajuan bola tenis setelah memantul?
Pembahasan

Diketahui

e = 0.5

v1 = 6 m/s

v2 = 0 m/s

Penyelesaian

e = – ((v1’-v2’) / (v1-v2))

0.5 = -((v1’- 0) / (6-0))

0.5 = -(v1’ / 6)

3 =-v1’

Jadi kelajuan bola tenis setelah memantul 3 m/s keadah berlawanan dari semula.

Demikianlah ulasan dari Seputarpengetahuan.co.id tentang Momentum dan Impuls, semoga dapat menambah wawasan dan pengetahuan kalian. Terimakasih telah berkunjung dan jangan lupa untuk membaca artikel lainnya.

Daftar Isi