Momentum dan Impuls 1

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Momentum dan Impuls 1"

Yuliani Makmur
5 tahun lalu
Tontonan:

1 Momentum dan Impuls 1

2 Pada benda bergerak, dideskripsikan dengan besaran-besaran yang telah dipelajari antara lain Posisi Jarak Kecepatan Percepatan Waktu tempuh Energi kinetik Perpindahan Laju Gaya total Ada yang merupakan besaran vektor ada yang merupakan besaran skalar 2

3 Besaran yang merupakan ukuran mudah atau sukarnya suatu benda mengubah keadaan geraknya (mengubah kecepatannya, diperlambat atau dipercepat) momentum Definisi momentum : Hasil kali massa dan kecepatan p= m v Momentum besaran vektor, satuannya kg.m/s 3

Contoh Soal : Berapa besar momentum burung 22 g yang terbang dengan laju 8,1 m/s? Gerbong kereta api 12.

4 Contoh Soal : Berapa besar momentum burung 22 g yang terbang dengan laju 8,1 m/s? Gerbong kereta api kg berjalan sendiri di atas rel yang tidak mempunyai gesekan dengan laju konstan 18,0 m/s. Berapa momentumnya? Jika suatu peluru memiliki massa 21,0 g ditembakkan dan memiliki laju 210 m/s, berapa momentumnya? 4

5 Laju perubahan momentum sebuah benda sama dengan gaya total yang diberikan padanya p F t m m m v v v v F 0 0 t t v m ma t Hk. Newton II 5

6 Contoh Mencuci mobil: perubahan momentum dan gaya. Air keluar dari selang dengan debit 1,5 kg/s dan laju 20 m/s, dan diarahkan pada sisi mobil, yang menghentikan gerak majunya, (yaitu, kita abaikan percikan ke belakang.) Berapa gaya yang diberikan air pada mobil? 6

7 Penyelesaian Kita ambil arah x positif ke kanan. Pada setiap sekon, air dengan momentum p x = mv x = (1,5 kg)(20 m/s) = 30 kg.m/s berhenti pada saat mengenai mobil. Besar gaya (dianggap konstan) yang harus diberikan mobil untuk merubah momentum air sejumlah ini adalah F p pakhir pawal 0 30 kg.m/s 30 N t t 1,0 s Tanda minus menunjukkan bahwa gaya pada air berlawanan arah dengan kecepatan asal air. Mobil memberikan gaya sebesar 30 N ke kiri untuk menghentikan air, sehingga dari hukum Newton ketiga, air memberikan gaya sebesar 30 N pada mobil. 7

8 Kekekalan Momentum Tumbukan Momentum total dari suatu sistem benda-benda yang terisolasi adalah konstan Sistem Sistem terisolasi sekumpulan benda yang berinteraksi satu sama lain suatu sistem di mana gaya yang ada hanyalah gaya-gaya di antara benda-benda pada sistem itu sendiri 8

9 Jenis Tumbukan : (berdasar kekal-tidaknya energi kinetik selama proses tumbukan) Lenting (tenaga kinetik kekal) Tidak Lenting (energi kinetik total setelah tumbukan selalu lebih kecil dari tenaga kinetik total sebelum tumbukan) 9

10 10

11 Tumbukan Lenting : Momentum kekal Energi kinetik kekal m v m v m v ' m v 1 2 ' m v m v m v m v ' 1 2 '

12 Contoh Bola bilyar dengan massa m yang bergerak dengan laju v bertumbukan dari depan dengan bola kedua yang massanya sama dan sedang dalam keadaan diam (v 2 = 0). Berapa laju kedua bola setelah tumbukan, dengan menganggap tumbukan tersebut lenting? Penyelesaian mv 0 mv ' mv ' Hk Kekekalan Momentum : 1 2 Hk Kekekalan Energi Kinetik: v v ' v ' 1 2 v v ' v ' mv mv mv v v v ' 1 ' 2 ' 1 ' ' 1 ' 2 v v v (2) (1) 12

13 Persamaan (2) dapat ditulis : 2 v v ' v v ' v ' Gunakan Persamaan (1) : 2 Diperoleh : v v ' 1 v ' 2 (3) Persamaan (1) = Persamaan (3) v ' v v ' v ' v v ' v v ' v ' 0 1 v ' 0 Kemudian dari persamaan (1) (atau (3)) diperoleh v ' 2 v Bola 1 diberhentikan oleh tumbukan, sementara bola 2 mendapat kecepatan awal bola 1. 13

14 Tumbukan Tidak Lenting Momentum kekal Energi kinetik total setelah tumbukan lebih kecil dari energi kinetik total sebelum tumbukan Tumbukan tidak lenting sama sekali : kecepatan kedua benda setelah tumbukan sama 14

Contoh Sebuah gerbong kereta 10.000 kg yang berjalan dengan laju 24,0 m/s menabrak gerbong lain yang sejenis yang sedang dalam keadaan diam.

15 Contoh Sebuah gerbong kereta kg yang berjalan dengan laju 24,0 m/s menabrak gerbong lain yang sejenis yang sedang dalam keadaan diam. Jika kedua gerbong tersebut tersambung sebagai akibat dari tumbukan, berapa kecepatan bersama mereka? hitung berapa besar energi kinetik awal yang diubah menjadi energi panas atau bentuk energi lainnya! 15

16 Sebelum tumbukan Sesudah tumbukan 16

17 Penyelesaian Momentum total sistem sebelum tumbukan p m v m v ( kg)(24,0 m/s)+( kg)(0 m/s) 5 2,40 10 kg m/s Kedua gerbong menyatu dan bergerak dengan kecepatan yang sama, misal v. Momentum total sistem setelah tumbukan p ( m m ) v p 2,40 10 kg m/s Selesaikan untuk v, ketemu V = 12 m/s 5 17

18 Energi kinetik awal : EK ( kg) 24,0 m/s m1v 1 6 2,88 10 J Energi kinetik setelah tumbukan : EK2 m1 m2 v kg 12,0 m/s ,44 10 J Energi yang diubah menjadi bentuk lain : ,88 10 J 1,44 10 J 1,44 10 J 18

19 19

20 20

21 21

Gaya, F Tumbukan dan Impuls Ketika terjadi tumbukan, gaya biasanya melonjak dari nol pada saat kontak menjadi nilai yang sangat besar dalam waktu yang sangat singkat, dan kemudian dengan drastis

22 Gaya, F Tumbukan dan Impuls Ketika terjadi tumbukan, gaya biasanya melonjak dari nol pada saat kontak menjadi nilai yang sangat besar dalam waktu yang sangat singkat, dan kemudian dengan drastis kembali ke nol lagi. Grafik besar gaya yang diberikan satu benda pada yang lainnya pada saat tumbukan, sebagai fungsi waktu, kira-kira sama dengan yang ditunjukkan oleh kurva pada gambar. Selang waktu Δt biasanya cukup nyata dan sangat singkat. 0 Waktu, t 22

23 F p t kedua ruas dikalikan dengan Δt F t p Impuls perubahan momentum Gaya rata-rata F yang bekerja selama selang waktu Δt menghasilkan impuls yang sama (F Δt) dengan gaya yang sebenarnya. 23

24 Soal-soal 1. Dua bola bilyar dengan massa yang sama mengalami tumbukan dari depan yang lenting sempurna. Jika laju awal salah satu bola pada adalah 2,00 m/s, dan yang lainnya 3,00 m/s dengan arah yang berlawanan, berapa laju kedua bola tersebut setelah tumbukan? 2. Sebuah mobil bermassa 2000 kg yang bergerak dengan kelajuan 15 m/s bertabrakkan sentral dengan mobil bermassa 1000 kg yang bergerak dengan kelajuan 20 m/s dan berlawanan arah dengan mobil pertama. Setelah tabrakkan kedua mobil bergerak bersama. a. Hitung kecepatan kedua mobil setelah tabrakkan b. Hitung energi kinetik yang hilang. 24

25 3. Suatu ayunan balistik digunakan untuk mengukur kecepatan sebuah peluru yang bergerak cepat. Peluru bermassa 10 gram ditembakkan ke dalam suatu balok besar bermassa 1,5 kg yang tergantung pada beberapa utas kawat ringan. Peluru tertanam dalam balok, dan keseluruhan sistem balok-peluru berayun hingga mencapai ketinggian 10 cm (percepatan gravitasi 9,8 m/s 2 ). Tentukan kecepatan awal peluru sesaat sebelum mengenai balok! 25

dokumen-dokumen yang mirip

MOMENTUM DAN IMPULS FISIKA 2 SKS PERTEMUAN KE-3

MOMENTUM DAN IMPULS FISIKA 2 SKS PERTEMUAN KE-3 By: Ira Puspasari BESARAN-BESARAN PADA BENDA BERGERAK: Posisi Jarak Kecepatan Percepatan Waktu tempuh Energi kinetik Perpindahan Laju Gaya total besaran