LAPORAN PRA PRAKTIKUM FISIKA DASAR I MOMENTUM DAN IMPULS Tanggal Pengumpulan : Senin, 26 September 2016 Nama ` : Nur Apriliani Rachman NIM : 11160162000062 Kelas : Pendidikan Kimia 1B LABORATORIUM FISIKA DASAR PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2016
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan momentum dan impuls? a) Momentum Sutarno (2013:45) Dalam fisika terdapat dua jenis momentum, yakni momentum linear dan momentum sudut. Momentum linear merupakan momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan lurus, sedangkan momentum sudut merupkan momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan melingkar. Seringkali momentum linear disingkat momentum. Yang dimaksud momentum disini adalah momentum linear. Definisi : Momentum adalah sebuah nilai dari perkalian materi yang bermassa/memiliki bobot dengan pergerakan/kecepatan. Dalam Fisika, momentum dilambangkan dengan huruf p, secara matematis momentum dapat dirumuskan : p=mv dimana p = momentum, m = massa, v = kecepatan/viscositas (dalam cairan) Momentum akan berubah seiring dengan perubahan massa dan kecepatan. Semakin cepat pergerakan suatu materi/benda akan semakin besar juga momentumnya. Semakin besar momentum, maka semakin dahsyat kekuatan yang dimiiki oleh suatu benda. Jika materi dalam keadaan diam, maka momentumnya sama dengan nol. Sebaliknya semakin cepat pergerakannya, semakin besar juga moomentumnya. (Filosofi: jika manusia tidak mau bergerak/malas, maka hasil kerjanya sama dengan nol) catatan : Momentum adalah vector
Satuan momentum linear adalah: kg m/s Momentum adalah kekal (dikonservasi) terhadap setiap tumbukan terisolasi, tetapi energi kinetik pada umumnya tidak kekal. Energy kinetic dapat diubah menjadi energi panas dan energi potensial internal yang elastis (karena perubahan bentuk). (Sutarno, 2013:47) b) Impul Sutarno (2013:46) Definisi impul : Impuls merupakan perubahan momentum atau selisih dari momentum, yaitu momentum awal dikurangi momentum akhir. Dalam fisika, impuls dilambangkan dengan symbol huruf I. secara matematis impuls dirumuskan : I = - I = m. m. I = m( - ) I = m. v Karena m = F/a, maka : I = F/a. v I = [F/( v/ t)]. v I = F. t F = I/ t dimana, I = impuls, p1 = momentum awal, = momentum akhir, F = gaya, t = waktu sentuh, v = selisih kecepatan Dari rumus F = I/ t inilah letak pemanfaatan aplikasi momentum dan impuls. Semakin kecil waktu sentuh, maka semakin besar gaya yang akan diterima benda. Semakin lama waktu sentuh, maka semakin kecil gaya yang akan diterima benda. Dan karena itu, maka :
I = F. t = p Catatan : biasanya gaya bergantung pada fungsi waktu. Dalam hal ini, kita perlu menggunakn gaya rata-rata dalam persamaan diatas. 2. Bagaimana bunyi hukum konversi momentum? Jika penjumlahan vektor dari gaya-gaya luar pada sebuah sistem adalah nol, momentum total dari system tersebut adalah konstan. (Young and Freedman, 2002:232) Giancoli (2001:216-217) Momentum total dari suatu sistem bendabenda yang terisolasi tetap konstan. Momentum total setelah tumbukan adalah. +.. Tidak peduli seberapapun kecepatan dan massa sesudahnya, ternyata momentum total sebelum tumbukan sama dengan sesudahnya, apakah tumbukan tersebut dari depan atau tidak, selama tidak ada gaya eksterbal total yang bekerja: Momentum sebelum tumbukan = momentum sesudah tumbukan. +. =. +. 3. Turunkan persamaan rumus di bawah ini dan jelaskan hubungan momentum dan impuls dari persamaan rumus tersebut! I = F. t = p
I = F. t = p F = m.a F = m. dv dt F = d dt m.v F = dp dt F = p t = p 2 p 1 t 2 t 1 F. t = p I = p I = F. t I = F (t - t ) Dari turunan tersebut kita dapat mengetahui bahwa impuls merupakan perubahan momentum atau selisih dari momentum, yaitu momentum akhir dikurangi momentum awal. Kita mengetahui bahwa perubahan total pada momentum adalah sama dengan impuls. (Giancoli, 2014:220) 4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan tumbukan elastis dan tumbukan tak elastis? a) Tumbukan elastis Young and Freedman (2002:240) Tumbukan elastik dalam sistem yang terisolasi adalah tumbukan dimana energi kinetik (juga momentum) kekal. Tumbukan elastis terjadi jika gaya-gaya antara benda yang bertumbukan konservatif. Jika dua bola baja bertumbukan, bola akan tergencet dekat sekali dengan permukaan temu, tetapi kemudian terpental kembali. Sebagian energi kinetiknya berubah sesaat menjadi energi
potensial elastik, tetapi pada akhirnya akan kembali menjadi energy kinetik. Young and Freedman (2002:236) Jika gaya antara benda-benda juga kekal, maka tidak ada energi mekanik yang hilang atau bertambah pada tumbukan, energy kinetik total dari sistem sesudah tumbukan sama dengan sebelumnya. Tumbukan seperti ini dinamakan tumbukan elastik (elastic collision). Tumbukan antara dua kelereng atau dua bola bilyar adalah tumbukan yang hampir elastik sempurna. Jika benda-benda bertumbukan, pegas tertekan sebentar dan sebagian energi kinetik awal berubah sesaat menjadi energi potensial elastik. Selanjutnya kedua benda akan terpental menjauh, pegas memanjang dan energy potensial ini kembali berubah menjadi energi kinetik. Tumbukan elastis sempurna: p dan EK dikekalkan. Contoh dua bola bilyar (tidak ada perubahan bentuk). Sehingga, + = + + = + Dari menggabungkan kedua persamaan tersebut (6.7 dan 6.7) kita memperoleh persamaan (tergantung) ketiga yang memberi tahu kita bahwa kecepatan relatif sebelum tumbukan adalah negative dari kecepatan relatif setelah tumbukan: = (Sutarno, 2013:47) b) Tumbukan tak elastic Giancoli (2001:225) Tumbukan dimana energy kinetic tidak kekal disebut tumbukan tidak lenting. Sebagian energy kinetic awal pada tumbukan seperti ini diubah menjadi energy jenis lain, seperti energy
panas atau potensial, sehingga energi kinetik akhir total lebih kecil dari energi kinetik awal total. Young and Freedman (2002:236) Tumbukan di mana energy kinetic tumbukan total sesudah tumbukan lebih kecil daripada energi kinetiknya sebelum tumbukan disebut tumbukan takelastik (inelastic collision). Sutarno (2013:47) Jenis Tumbukan : 1) Tumbukan inelastic (elastic sebagian): p dikekalkan, tetapi EK tidak kekal (diubah menjadi jenis energy lain seperti panas, suara, dan sebagainya). Contoh-bola karet pada permukaan yang keras (bola deformasi EP internal elastis) 2) Tumbukan inelastic sempurna (tidak elastis sama sekali) terjadi ketika setelah tumbukan benda saling menempel =. P kekal, tapi EK tidak kekal. Kekekalan p memberi, + = Contoh dua gumpalan tanah liat. 5. Apakah syarat terjadinya peristiwa tumbukan elastis dan tak elastis? Young and Freedman (2002:240) Tumbukan elastic terjadi jika gayagaya antara benda yang bertumbukan konserfatif. Sutarno (2013:47) Tumbukan inelastic sempurna (tidak elastis sama sekali): terjadi ketika setelah tumbukan benda saling menempel. Young and Freedman (2002:237) Tumbukan takelastik di mana benda-bendanya tetap bersatu dan bergerak sebagai sebuah benda sesudah tumbukan disebut tumbukan takelastik sempurna (completely inelastic collision).
6. Apa hubungan energi kinetik dengan momentum? Buktikan dengan persamaan berikut! EK = 2 P = m. v EK =. m. 2EK = m. 2. m. EK = 2. m. EK = EK = 2 (kemudian kalikan ruas kanan dan kiri dengan m ) Jadi, walaupun EK-nya sama tetapi bila m nya berbeda, maka momentumnya juga akan berbeda. (Regina, 2014, http://www.pezzi.com) 7. Jelaskan apa saja yang ditransfer pada peristiwa tumbukan! Pada peristiwa tumbukan terjadi perubahan energi kinetik. Perubahan tersebut dapat berupa pengurangan ataupun penambahan enrgi. Pengurangan energy kinetik dapat berubah menjadi energi lainnya, seperti energi panas, energi bunyi, dan energi potensial. Giancoli (2001:225) Peristiwa ini membuat total energi kinetik akhir lebih kecil dari total energi kinetik awal. 8. Sebutkan penerapan dari momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari (masing-masing 3)! Contoh momentum dalam kehidupan sehari-hari :
1) Peluncuran roket 2) Ayunan balistik 3) Orang melompat dari perahu 4) Senapan atau meriam Contoh impuls dalam kehidupan sehari-hari : 1) Matras 2) Helm 3) Sarung tinju