MOMENTUM & IMPULS

Kelas XI IA 1• Fairuz Hilwa• Fitriah• Rena Dwi Medina

Kelas XI IA 5• Ananda Nur S• Bella Nopiyanti

SMA NEGERI 5 PALEMBANG

Apakah hubungan roket dengan momentum?

Untuk mengetahui jawaban tersebut, pelajarilah materi powerpoint berikut

MOMENTUM

Apa itu momentum?

Momentum yang dimiliki oleh sebuah benda didefinisikan sebagai hasil kali massa benda dengan kecepatanya. Karena kecepatan merupakan besaran vektor, momentum juga merupakan besaran vektor.

mvp

Keterangan :p = momentumm= massa bendav = kecepatan benda

CONTOH SOALSebuah benda bermassa 5 kg yang bergerak dengan kecepatan 3 m/s ke arah timur dikenai gaya yang menyebabkan kecepatannya berubah menjadi 7 m/s dalam arah semula. Tentukan momentum awal dan akhir benda.

Jawab:

Pawal = mvawal

= (5)(3) = 15 kg m/s (ke timur)

Pakhir = mvakhir

= (5)(7) = 35 kg m/s (ke timur)

HUKUM II NEWTONDalam hukum II Newton untuk momentum, mengungkapkan bahwa laju perubahan momentum sebuah benda sebanding dengan besarnya gaya yang bekerja dan berlangsung dalam arah gaya tersebut.

t

mumvF

Keterangan :F = gaya mv = momentum awal bendamu = momentum akhir benda∆t = selang waktu

CONTOH SOAL

Sebuah mobil yang massanya 2000 kg melaju dengan kecepatan 30 m/s. Berapakah gaya yang diperlukan untuk menghentikan mobil tersebut jika kita ingin mobil berhenti dalam waktu 10 s dan waktu 5 s?

Jawab:

Untuk waktu 10s Untuk waktu 5s

N

t

uvmF

600010

)030(2000

)(

N

t

uvmF

120005

)030(2000

)(

IMPULS

Apa itu impuls?

Impuls didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya yang bekerja (F) dengan selang waktu (∆t) saat gaya tersebut bekerja pada benda.

)( uvmtFI

Keterangan :I = impulsF = gaya mv = momentum awal bendamu = momentum akhir benda∆t = selang waktu

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

Berdasarkan hukum Newton III, gaya yang bekerja pada dua benda sama besar dan berlawanan arah.

FA = −FB

mA(v’A − vA) = − mB(v’B− vB)

mAv’A + mBv’B = mAvA + mBvB

t

vvm

t

vvm BBBAAA

)'()'(

CONTOH SOALSebuah benda bermassa 0,5 kg yang sedang bergerak dengan kecepatan 2 m/s ke timur menabrak benda lain yang bermassa 0,3 kg yang bergerak 4 m/s ke barat. Setelah tabrakan, benda 0,3 kg bergerak 2 m/s ke timur. Berapakah besar kecepatan benda 0,5 kg? Ke mana arah geraknya?

Jawab:

mAvA + mBvB = mAv’A + mBv’B

(0,5)(2) + (0,3)(−4) = 0,5v’A + (0,3)(2)1 − 1,2 − 0,6 = 0,5v’A

0,5v’A = −0,8v’A = −1,6 m/sTanda negatif menunjukkan arah barat

TUMBUKAN

Sebelum tumbukanSesudah tumbukan

v1 v2v’1 v’2

JENIS-JENIS TUMBUKAN

1. Tumbukan lenting sempurnaSuatu tumbukan dikatakan lenting sempurna bila jumlahan tenaga kinetik benda-benda yang bertumbukan baik sebelum dan sesudah sumbukan sama.(Hukum kelestarian energi kinetik). Harga e=1.

21

12 ''

vv

vve

2. Tumbukan lenting sebagianSetelah tumbukan ada sebagian energi mekanik yang berubah menjadi energi panas, bunyi atau energi yang lain. Sehingga setelah tumbukan ada energi yang dibebaskan. Hukum kelestarian energi mekanik tidak berlaku. Pada tumbukan ini dicirikan harga elastisitasnya adalah 0<e<1

3. Tumbukan tidak lenting sama sekaliSetelah tumbukan kedua benda melekat menjadi satu dan bergerak dengan kecepatan yang sama setelah tumbukan kedua benda menyatu . Harga e=0

CONTOH SOALSebuah kotak A yang bermassa 2 kg dan bergerak searah sumbu x positif dengan kelajuan 5 m/s bertumbukan dengan kotak B yang bermassa 3 kg dan bergerak dalam arah sama dengan kelajuan 2 m/s. Setelah tumbukan, kotak A bergerak dengan kelajuan 1,7 m/s. Tentukan: (a) kecepatan kotak B setelah tumbukan dan arahnya, (b) koefisien restitusi untuk tumbukan ini dan jenis tumbukan yang terjadi.

Jawab:

(a) Momentum mula-mula sistem adalahp = mAvA + mBvB

= (2)(5) + (3)(2) = 16 kg m/s

Momentum setelah tumbukanp = mAv’A + mBv’B

= (2)(1,7) + (3)v’B = 3,4 + 3v’B

Hukum kekekalan momentump = p’16 = 3,4 +3v’B

v’B = 4,2 m/sVB bernilai positif berarti searah dengan sumbu x positif(b) Koefisien restitusi

0 < e < 1 (tumbukan lenting sebagian)

21

12 ''

vv

vve

883,025

7,12,4

ROKETKetika roket mulai dijalankan, gas disemburkam keluar dengan kecepatan sama dengan vkeluar relatif terhadap roket. Arah semburan gas berlawanan dengan arah gerak roket. Setelah bergerak dalam waktu tertentu, jumlah bahan bakar dalam roket akan berkurang, dan ini (sesuai dengan hukum kekekalan momentum) akan menyebabkan berubahnya kecepatan roket.

LATIHAN SOAL

1. Dua buah benda yang memiliki massa m1 = m2 = 2 kg bergerak saling mendekati dengan kelajuan masing-masing v1 = 10 m/s dan v2 = 20 m/s seperti pada gambar. Jika kedua benda bertumbukan lenting sempurna, kecepatan masing-masing benda setelah bertumbukan adalah ....

A. v’1 = −20 m/s dan v’2 = 20 m/sB. v’1 = −20 m/s dan v’2 = 10 m/sC. v’1 = −10 m/s dan v’2 = 20 m/sD. v’1 = −10 m/s dan v’2 = 10 m/sE. v’1 = −5 m/s dan v’2 = 10 m/s

Klik salah satu jawaban

LATIHAN SOAL

2. Dua benda A dan B bermassa sama masing-masing 2 kg saling bertumbukan. Kecepatan sebelum tumbukan adalah vA = (15 i + 30 j) m/s dan vB = (−10 i + 5 j) m/s. Kecepatan benda A setelah bertumbukan adalah (−5 i + 20 j) m/s. Persentase energi kinetik yang hilang setelah tumbukan adalah ....

A. 10%B. 20%C. 40%D. 60%E. 80%

Klik salah satu jawaban

LATIHAN SOAL

3. Dua buah benda A dan B masing-masing mempunyai massa 1 kg dan 3 kg, bergerak dengan arah sama, yaitu ke kanan dengan besar masing-masing 6 m/s dan 2 m/s (A mengejar B), kemudian terjadi tumbukan bersifat lenting sempurna. Kecepatan A dan B setelah tumbukan adalah ....

A. Nol dan 4 m/sB. 2 m/s dan 4 m/sC. −2 m/s dan 6 m/sD. 2 m/s dan 8 m/sE. −2 m/s dan 8 m/s

Klik salah satu jawaban