LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA UMUM MOMENTUM DAN IMPULS Tanggal Pengumpulan : 05 Desember 2016 Tanggal Praktikum : 30 Nopember 2016 Waktu Praktikum : 15.30 17.00 Nama : Haris Gunawan Nim : 1160161000015 Kelompok : 7 (tujuh) Nama Anggota : 1. Aqidatul Wafiqoh (11160161000017) 2. Dea Pusparini (11160161000029) Kelas : Pendidikan Biologi 1A LABORATORIUM FISIKA DASAR PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGRI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2016
MOMENTUM DAN IMPULS A. Tujuan Praktikum 1. Membuktikan hukum konversi energi. 2. Mengetahui konsep momentum linier. 3. Menentukan tumbukan elastis dan tidak elastis. 4. Menentukan rumus momentum. 5. Menentukan rumus impuls. 6. Mengetahui penerapan momentum dalam kehidupan sehari-hari. 7. Mengetahui penerapan impuls dalam kehidupan sehari-hari. 8. Dapat lebih memahami materi momentum dan impuls dalam perkuliahan fisika dasar. B. Dasar Teori Sistem partikel (zarah) merupakan kumpulan banyak kumpulan banyak partikel yang dinyatakan menjadi 1 kemlompok. Partikel biasa disebut juga benda titik atau titik massa. Partikel digambarkan sebagai bulatan-bulatan kecil sehingga bisa dihitung satu per satu. Jumlah partikel selalu bulat sehingga partikel disebut tercatu. Besaran momentum linier adalah hasil perkalian antara massa dengan kecepatannya. Besaran itu juga dikenal pada sistem partikel (Bambang Murdaka, 2009 : 129). Dalam Fisika, makna momentum didefinisikan lebih jelas, momentum adalah kekuatan untuk bergerak atau inti dari gerakan atau bisa dikatakan momentum adalah massanya bergerak. Dua benda yang melesat dengan kecepatan sama ketika menabrak dinding yang sama belum tentu memiliki daya rusak yang sama, sangat bergantung pada massanya, kita sebut keduanya belum tentu memiliki momentum (linier) yang sama. Jadi, momentum selain bergantung pada kecepatan, juga bergantung pada massa. Dari sudut pandang dinding momentum benda berarti ukuran kesulitan meredam gerak dari benda, makin besar momentum benda maka makin sulit meredam gerak benda, sebaliknya
makin rendah momentum benda maka makin mudah gerakan benda diredam (Mohamad Ishaq, 2007 :102). Impuls gaya F yang bekerja pada sebuah partikel sama dengan perubahan momentum partikel. Dari definisi ini kita bisa lihat bahwa impuls adalah sebuah besarab vektor yang besarnya sama dengan luas daerah dibawah kurva gaya-waktu. Kita asumsikan bahwa gaya berubah terhadap waktu dan tidak nol selama selang waktu. Arah vektor impuls sama dengan arah perubahan momentum. Impuls memiliki dimensi momentum yaitu. Perhatikan bahwa impuls bukanlah besaran dari suatu partikel, melainkan ukuran seberapa besar suatu gaya eksternal mengubah momentum partikel. Jadi, ketika kita katakan bahwa impuls diberikan pada sebuah partikel, itu berarti momentum dipindahkan kepada partikel tersebut oleh suatu penyebab eksternal (Raymond A. Serway, 2014: 389). Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem, maka momentum total sesaat sebelum sama dengan momentum total sesudah tumbukan. Ketika memperhatikan persamaan ini kita harus menggunakan arah kecepatan tiap benda. Dengan memperhatikan analisis gaya tumbukan ternyata sesuai dengan pernyataan hukum Newton III. Kedua benda akan saling menekan dengan gaya F yang sama besar, tetapi arahnya berlawanan. Akibat adanya gaya aksi dalam selang waktu tersebut, kedua bola akan saling melepaskan diri dengan kecepatan masing-masing sebesar dan. Penurunan rumus secara umum dapat dilakukan dengan meninjau gaya unteraksi saat terjadi tumbukan berdasarkan hukum Newtom III.
Impuls yang terjadi selama interval waktu adalah. Kita ketahui bahwa, maka persamaannya menjadi seperti berikut = Jumlah momentum awal sama dengan jumlah momentum akhir (Edi, susanto, 2015). Jika kedua obyek sangat keras dan elastis dan tidak ada panas yang dihasilkan pada saat kedua obyek bertumbukan, maka energi kinetik adalah kekal. Ini berarti energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Tumbukan dimana energi kinetik total adalah kekal disebut tumbukan elastik sedangkan tumbukan dimana energi kinetik total tidak kekal disebut tumbukan tidak elastik. Tumbukan elastik Tumbukan tidak elastik Jadi pada tumbukan elastik berlaku hukum kekekalan energi kinetik dan hukum kekekalan momentum, pada tumbukan tidak elastik tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik namun berlaku hukum kekekalan momentum (Anonim, 2013).
C. Alat dan Bahan No. Gambar Nama Alat dan Bahan 1. Rel udara 2. Peniup (Blower) 3. Kereta (Glider) 4. Pewaktu cacah (Timer counter) 5. Gerbang cahaya (photogate) 6. Mistar
7. Neracadigital D. Langkah Kerja No. Gambar Langkah Kerja 1. Siapkan Alat dan Bahan 2. Susunlah semua alat percobaan seperti gambar yang tertera pada modul 3. Kemudian letakkan kereta pada lintasan rel udara 4. Nyalakan digital counter dan setting untuk pengukuran t 5. Nyalakan blower sehingga gerak kereta semakin bebas
6. Untuk percobaan pertama catatlah waktu yang terekam pada timer counter pada kondisi kedua benda sama-sama bergerak 7. Untuk percobaan kedua catatlah waktu yang terekam pada timer counter pada kondisi salah satu benda diam ditengah dan benda yang lain bergerak 8. Lakukan juga pengukuran dengan massa beban yang berbeda 9. Lakukan pengambilan data masing-masing percobaan sebanyak 5 kali E. Data pengamatan Perbandingan Massa Sama Kedua Massa Bergerak No. Massa (gr) Selang Waktu (ms) 1. 0,260 0,238 101,8 105,3 98,69 162,8 2. 0,260 0,238 75,09 120,9 110,3 98,17 3. 0,260 0,238 87,97 134,1 133,2 113,8 4. 0,260 0,238 75,55 137,3 126,2 96,13 5. 0,260 0,238 91,39 112,9 97,65 137,4
No. Massa (gr) Salah Satu Massa Bergerak Selang Waktu (ms) 1. 0,260 0,238 92,78 587,3 0 131,2 2. 0,260 0,238 72,60 623,3 0 98,63 3. 0,260 0,238 64,14 619,5 0 79.95 4. 0,260 0,238 88,42 679,9 0 125,5 5. 0,260 0,238 71,91 632,7 0 95,05 Perbandingan Massa Tidak Sama Kedua Massa Bergerak No. Massa (gr) Selang Waktu (ms) 1. 0,466 0,260 200,5 625,0 95,53 14,15 2. 0,466 0,260 171,8 554,2 80,06 64,93 3. 0,466 0,260 146,2 327,1 61,50 51,73 4. 0,466 0,260 123,8 490,1 70,14 45,61 5. 0,466 0,260 123,3 455,1 66,47 45,01 No. Massa besar diam (200 gr) Massa kecil bergerak (100 gr) Massa (gr) Selang Waktu (ms) 1. 0,488 0,238 62,11 183,3 0 206,6 2. 0,488 0,238 71,78 249,1 0 237,7 3. 0,488 0,238 70,40 210,1 0 248,5 4. 0,488 0,238 61,73 187,9 0 201,2 5. 0,488 0,238 52,87 158,5 0 172,3 Massa kecil diam (100 gr) Massa besar bergerak (200 gr)
No. Massa (gr) Selang Waktu (ms) 1. 0,260 0,466 185,3 2357 0 88,6 2. 0,260 0,466 197,4 5650 0 92,86 3. 0,260 0,466 245,5 3489 0 130,7 4. 0,260 0,466 181,5 2298 0 84,51 5. 0,260 0,466 184,8 2233 0 86,73 F. Pengolahan Data Mencari kecepatan sistem Diketahui : s = 1 cm = 0,01 m 1 ms = 1x10-3 s Perbandingan massa sama Kedua massa bergerak 1.
2. 3. 4. 5. Harga rata-rata Harga rata-rata 1.
2. 3. 4. 5. Harga rata-rata Harga rata-rata Salah satu massa bergerak 1.
2. 3. 4. 5. Harga rata-rata Harga rata-rata 0 1.
2. 0 0 3. 0 4. 0 5. Harga rata-rata Perbandingan massa tidak sama Kedua massa bergerak 1.
2. 3. 4. 5. Harga rata-rata Harga rata-rata 1.
2. 3. 4. 5. Harga rata-rata Harga rata-rata Massa besar diam (200 gr), massa kecil bergerak (100 gr) 1.
2. 3. 4. 5. Harga rata-rata Harga rata-rata 0 1.
2. 0 0 3. 0 4. 0 5. Harga rata-rata Massa kecil diam (100 gr), massa besar bergerak (200 gr) 1.
2. 3. 4. 5. Harga rata-rata Harga rata-rata 0 1.
2. 0 0 3. 0 4. 0 5. Harga rata-rata G. Pembahasan Praktikum kali ini yaitu mengenai momentum, disini kami melakukan beberapa percobaan diantaranya, percobaan tumbukan dengan massa yang sama dan keduanya bergerak, percobaan dengan massa yang sama dan salah satu bergerak serta percobaan dengan massa yang tidak sama keduanya bergerak dan percobaan dengan massa yang tidak sama salah satunya bergerak. Percobaan pertama, tumbukan dengan massa yang sama dan keduanya bergerak diperoleh hasil dari data dimana masing-masing benda
memiliki kecepatan sebelum dan sesudah tumbukan yang didapat dari hasil bagi jarak dengan waktu yang dibutuhkan ketika sebelum dan sesudah tumbukan terjadi. Dari sini kita bisa mencari momentum sebuah benda sebelum dan sesudah terjadinya tumbukan dan dari data bisa kita lihat bahwa momentum dari benda dengan massa yang sama dan keduanya bergerak itu berbeda beda tergantung dari kecepatan benda dimana benda dengan kecepatan yang lebih besar menghasilkan momentum yang lebih besar pula dan arah benda sesudah tumbukan saling berlawanan atau menuju pada arah mulainya. Dan ketika tumbukan benda dengan massa yang sama tetapi salah satu massa bergerak, pada tumbukan seperti ini tidak adanya yang menyebabkan momentum pada benda yang diam relatif lebih kecil karena tidak ada kecepatan awal dan arah dari benda yang bergerak kembali pada arah dimualinya dan arah benda yang diam searah dengan arah benda yang menumbuknya. Percobaan kedua dengan massa yang tidak sama, ketika kedunaya bergerak dan terjadi tumbukan, momentum dari massa yang lebih besar tentunya memiliki nilai momentum yang lebih besar pula, ketika benda dengan massa yang lebih besar diam ditumbuk oleh benda dengan massa yang lebih kecil momentum sesudah dan sebelum tumbukan pada benda dengan massa yang kecil diketahui lebih kecil dari pada momentum sesudah tumbukan massa yang besar dan tidak adanya momentum sebelum tumbukan pada benda yang besar karena diam. Sedangkan ketika benda dengan massa yang lebih kecil diam ditumbuk oleh benda dengan masa yang lebih besar menghasilkan momentum sebelum dan sesudah tumbukan yang lebih besar pula pada benda dengan massa yang besar dan bergerak sedangkan untuk arahnya massa yang besar sesudah tumbukan secara perlahan menuju kembali ke semula sedangkan untuk massa yang kecil searah dengan arah benda yang menumbuknya. Adapun kesalahan dalam praktikum ini yang mungkin dilakukan seperti kesalahan ketika praktikan mendorong atau memberi gaya pada
kereta yang tidak sama yang menyebabkan kecepatannya berbeda-beda sehingga hasil yang didapat kurang maksimal. H. Tugas Pasca 1. Hitunglah kecepatan masing-masing troli sebelum dan sesudah tumbukan! Jawab : bisa dilihat pada pengolahan data diatas. 2. Hitunglah momentum masing-masing troli sebelum dan sesudah tumbukan! Jawab : P = momentum (kg m/s) m = massa benda (kg) v = kecepatan (m/s) Perbandingan massa sama Kedua massa bergerak Sebelum Sesudah (kg m/s) (kg m/s) (kg m/s) (kg m/s) 0,00026x0,098= 0,0000255 0,000238x0,101= 0,0000024 0,00026x0,094= 0,0000244 0,000238x0,061= 0,0000145 0,00026x0,113= 0,0000294 0,000238x0,090= 0,0000214 0,00026x0,082= 0,0000213 0,000238x0,101= 0,000024 0,00026x0,113= 0,0000294 0,000238x0,088= 0,0000209 0,00026x0,074= 0,0000192 0,000238x0,087= 0,0000207 0,00026x0,132= 0,0000343 0,000238x0,079= 0,0000188 0,00026x0,072= 0,0000187 0,000238x0,104= 0,0000248 0,00026x0,109= 0,0000283 0,000238x0,010= 0,0000024 0,00026x0,088= 0,0000229 0,000238x0,072= 0,0000171 3. Hitunglah energi kinetik masing-masing troli sebelum dan sesudah tumbukan!
Jawab : Ek = energi kinetik (j) P = momentum (kg m/s) m = massa (kg) Perbandingan massa sama Kedua massa bergerak Sebelum Sesudah 4. Bandingkan total momentum yang terjadi sebelum dan sesudah tumbukan! Jawab :
Sebelum Sesudah (kg m/s) (kg m/s) (kg m/s) (kg m/s) 0,00026x0,098= 0,0000255 0,000238x0,101= 0,0000024 0,00026x0,094= 0,0000244 0,000238x0,061= 0,0000145 0,00026x0,113= 0,0000294 0,000238x0,090= 0,0000214 0,00026x0,082= 0,0000213 0,000238x0,101= 0,000024 0,00026x0,113= 0,0000294 0,000238x0,088= 0,0000209 0,00026x0,074= 0,0000192 0,000238x0,087= 0,0000207 0,00026x0,132= 0,0000343 0,000238x0,079= 0,0000188 0,00026x0,072= 0,0000187 0,000238x0,104= 0,0000248 0,00026x0,109= 0,0000283 0,000238x0,010= 0,0000024 0,00026x0,088= 0,0000229 0,000238x0,072= 0,0000171 Dari tabel diatas dapat kita simpulkan bahwa perbandingan momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah benda dengan massa lebih besar momentumnya juga lebih besar. 5. Bandingkan total energi kinetik yang terjadi sebelum dan sesudah tumbukan! Jawab : Sebelum Sesudah
Dari tabel diatas dapat kita simpulkan bahwa perbandingan energi kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah benda dengan massa lebih besar energi kinetiknya juga lebih besar. 6. Tuliskan dan jelaskan contoh penerapan momentum atau tumbukan dalam kehidupan sehari-hari! Jawab : Contoh mementum dalam kehidupan sehari-hari diantaranya : 1. Senapan Momentum senapan mundur sama dengan momentum peluru yang lepas kedepan. 2. Orang melompat dari skateboard Momentum skateboard yang mundur kebelakang sama dengan momentum orang yang melompat kedepan 3. Peluncuran roket Momentum gaya dorong oleh bahan bakar sama dengan momentum meluncurnya roket I. Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Hukum konservasi energi berbunyi Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi energi bisa diubah menjadi bentuk lain serta energi dapat dipindahkan dari suatu tempat ketempat yang lain.
2. Momentum linier sebuah benda didefinisikan sebagai hasil kali massa dan kecepatan benda tersebut. 3. Menetukan tumbukan elastis dan tidak elastis dapat diketahui dari keadaan akhir sesudah tumbukan terjadi dan bisa juga dilihat dari koefisien restitusi (e). 4. Momentum dapat dicari menggunakan Rumus momentum, 5. Impuls dapat divari menggunakan Rumus impuls. 6. Contoh penerapan momentum yaitu ketika seseorang menembak dengan senapan momentum senapan mundur sama dengan momentum peluru yang lepas kedepan. 7. Contoh penerapan impuls yaitu pada sarung tinju yang berfungsi memperlambat bekerjanya gaya impuls, sehingga pukulan memiliki waktu kontak yang lebih lama maka gaya yang bekerja semakin kecil sehingga rasa sakit menjadi berkurang. 8. Momentum merupakan hasil kali massa benda dengan kecepatan benda tersebut sedangkan impuls yaitu hasil kali gaya dengan selang waktu gaya itu bekerja pada benda atau sama dengan perubahan momentum benda. J. Komentar 1. Praktikan harus memahami materi sebelum melakukan praktikum. 2. Ketika pengambilan data hendaknya praktikan fokus atau berkonsentrasi agar data yang didapat bisa optimal. 3. Melakukan praktikum sesuai dengan prosedur yang benar. K. Daftar Pustaka Anonim.2013.. Doperoleh dari : http://labdas.untad.ac.id/wp-content/uploads/2013/12/fisika-dasar- 2.pdf diakses pada tanggal 02 Desember 2016 pukul 21:56 WIB Isahq, Mohamad.2007. Fisika Dasar.Yogyakarta: Graha Ilmu Jati, Bambang.2009. Fisika Dasar untuk Mahasuswa Ilmu komputer dan informatika. Yogyakarta: ANDI
Serway, Raymond.2014. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi keenam jilid 1.Jakarta: Salemba Teknika Susanto, Edi.2015. Momentum dan Impuls. Diperoleh dari : http://blog.unnes.ac.id/edisusanto/wpcontent/uploads/sites/806/2015/11/momentum-dan-impuls.pdf diakses pada tanggal 02 Desember 2016 pukul 21:57 WIB