3.5. Menerapkan konsep momentum, impuls dan hokum kekekalan momentum
4.5. Mendemontrasikan berbagai jenis tumbukan
5.1. Momentum
Merupakan besaran
fisis pada benda yang bergerak dari hasil perkalian massa benda dengan
kecepatan, besar momentum dituliskan dalam persamaan sebagai berikut :
p = m.v
p = momentum (kgm/s)
m = massa (
kg )
v = kecepatan benda ( m/s )
suatu benda
yang bergerak dengan adanya perubahan kecepatan, maka besar momentum pada benda
tersebut juga mengalami perubahan sebesar :
∆p = m.v2.-.m.v1
atau
∆p = m.(v2.-.v1)
∆p = perubahan
momentum (kgm/s)
m = massa (
kg )
v1
= kecepata awal ( m/s )
v2
= kecepatan akhir ( m/s )
Contoh :
Sebuah bola massanya 0,5 kg
menggelinding dengan kecepatan tetap sebesar 10 m/s. berapakah besar momentum bola
tersebut ?
Jawab :
Diketahui : m = 0,5 kg
v = 10m/s
ditanya p = ?
penyelesaian
:
Rumus :
p = m.v
p = 0,5 kg. 10m/s
p = 5 kgm/s
Impuls
Besarnya gaya
yang bekerja dalam selang waktu tertentu.
Dapat ditulis
:
I = F.∆t
I = impuls (
N.s )
F = gaya
( N )
∆t = selisih
waktu ( s )
Perubahan
momentum dapat menghasil impuls sehingga :
∆p = F. ∆t
m.v2.-.m.v1
= F. ∆t
atau
m.(v2.-.v1)
= F. ∆t
Contoh 2 :
Sebuah bola
massanya 0,5 kg dalam keadaan diam dipukul dengan gaya 80 N horizontal,sehingga
bergerak dengan kecepatan 6 m/s.
hitunglah lama sentuhan bola dengan pemukul !
Jawab ;
Diketahui : m
= 0,5 kg
F = 80 N
v1 = 0
m/s
v2 = 6
m/s
ditanya : ∆t
= ?
penyelesaian
:
rumus : m.(v2.-.v1)
= F. ∆t
0,5 kg ( 6 m/s – 0 m/s ) = 80 N . ∆t
0,5 kg . 6 m/s = 80 N . ∆t
3 kg m/s = 80 N . ∆t
3 kg m/s : 80 N = ∆t
0,00375 s = ∆t
Tumbukan
Tumbukan
merupakan peristiwa dua benda yang saling bersentuhan.
Pada tumbukan
berlaku hukum kekekalan momentum “jumlah momentum sebelum tumbukan sama dengan
jumlah momentum setelah tumbukan”
Persamaan
sebagai berikut:
m1.v1.+.m2.v2
= m1.v’1.+.m2.v’2
m1 =
massa benda pertama ( kg )
m2
= massa benda kedua ( kg )
v1
= kecepatan benda pertama sebelum tumbukan ( m/s )
v2
= kecepatan benda kedua sebelum tumbukan ( m/s )
v’1
= kecepatan benda pertama setelah tumbukan ( m/s )
v’2
= kecepatan benda kedua setelah tumbukan ( m/s )
ketentuan :
1.
Kecepatan
arah ke kanan positif (+)
2.
Kecepatan
arah ke keiri negative (-)
Contoh 3 :
Dua bola
karet masing-masing massanya 0,6 kg dan 0,8 kg bergerak saling mendekati dalam
satu garis lurus kecepatan masing-masing 10 m/s dan 12 m/s, kecepatan bola
pertama setelah tumbukan 11 m/s dengan arah berlawanan. Tentukan kecepatan bola
kedua setelah tumbukan !
Jawab :
Diketahui : m1
= 0,6 kg
m2
= 0,8 kg
v1
= 10 m/s
v2
= -12 m/s
v’1
= 11 m/s
Ditanya : v’2 = ?
Penyelesaian :
Rumus : m1.v1.+.m2.v2
= m1.v’1.+.m2.v’2
0,6 kg. 10 m/s + 0,8 kg.(-12
m/s )= 0,6 kg. (-11 m/s ) + 0,8 kg. v’2
6 kgm/s – 9,6 kgm/s = -6,6 kgm/s + 0,8 kg.
v’2
-3,6 kgm/s + 6,6 kgm/s = 0,8 kg. v’2
3,6 kgm/s = 0,8 kg. v’2
3,6 kgm/s : 0,8 kg. = v’2
4,5
m/s = v’2
Koefisien Kelentingan ( Koefisien Restitusi )
Merupakan perbandingan kecepatan
relatif benda setelah terjadi tumbukan dengan kecepatan relative benda sebelum
tumbukan
e = v’/v
e = koefisien
restitusi
v’ =
kecepatan relative benda setelah tumbukan ( m/s )
v = kecepatan
relative benda sebelum tumbukan ( m/s )
untuk
tumbukan dua benda yang sama sama bergerak dapat ditulis :
e = ( v’1
– v’2 ) / ( v1 – v2 )
v’1
= kecepatan relative benda pertama setelah tumbukan ( m/s )
v’2
= kecepatan relative benda kedua setelah tumbukan ( m/s )
v1
= kecepatan relative benda pertama sebelum tumbukan ( m/s )
v2
= kecepatan relative benda kedua sebelum tumbukan ( m/s )
Jenis
Tumbukan
1.
Tumbukan
Lenting Sempurna
Besarnya e =
1, berlaku hukum kekekalan momentum, berlaku hukum kekekalan energy kinetic, energy
kinetic konstan
2.
Tumbukan
Lenting Sebagian
Besarnya e berada
pada ( 0 < e < 1 ), momentum konstan, energy kinetic tidak konstan
3.
Tumbukan
Tidak Lenting Sama Sekali
Besarnya e =
0, kecepatan akhir kedua benda sama besar
Contoh 4 ;
Sebuah bola
dilempar ke dinding dengan kecepatan 6 m/s, dipantulkan dinding dengan
kecepatan 5,5 m/s, berapakah koefisien bola tersebut ?
Jawab :
Diketahui : v
= 6 m/s
v’ = 5,5 m/s
Ditanya : e =
?
Penyelesaian :
Rumus : e = v’/v
e = 5,5 m/s : 6 m/s
e = 0,9166
e = 0,92
Tidak ada komentar:
Posting Komentar