Momentum dan Impuls Kelas X

Berikut disajikan materi tentang Momentum dan Impuls :
Momentum dapat didefinisikan sebagai suatu besaran vektor yang memiliki arah dan nilai.
Momentum juga dapat didefinisikan sebagai hasil perkalian antara massa benda dengan kecepatan benda tersebut. Sesuai dengan definisi, semakin besar nilai massa maupun kecepatan benda maka nilai momentum yang dihasilkan juga akan menjadi besar.

Impuls adalah hasil kali antara gaya dengan waktu selama gaya tersebut bekerja pada benda. Secara sederhana impuls adalah perubahan momentum.

Dalam proses atau fenomena alam, momentum akan menimbulkan hukum kekekalan momentum.

Kekekalan momentum menyatakan bahwa jika gaya luar yang bekerja pada sistem bernilai 0 oleh sebab itu momentum linear sistem tersebut akan tetap konstan.

Macam-Macam Tumbukan

Jenis tumbukan disini kita pilah berdasarkan nilai koefisien restitusinya. Koefisien restitusi secara sederhana dapat dikatakan sebagai nilai redaman suatu benda atas kejadian tumbukan yang terjadi.

Berikut ini beberapa jenis tumbukan yang ada :

1. Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan ini merupakan tumbukan yang menghasilkan kecepatan awal benda akan sama dengan kecepatan akhir benda. Pada tumbukan ini berlaku :

• Berlaku hukum kekekalan momentum
• Berlaku hukum kekekalan energi kinetik
• Nilai koefisien restitusi (e) = 0

2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Tumbukan ini merupakan tumbukan yang mengakibatkan benda yang bergerak dan menumbuk benda lain akan langsung berhenti atau kecepatan akhir benda tersebut 0. Pada tumbukan ini berlaku :

• Berlaku hukum kekekalan momentum
• Nilai koefisien restitusi (e) = 0

3. Tumbukan Lenting Sebagian

Tumbukan ini adalah tumbukan yang mengakibatkan hilangnya energi kinetik setelah terjadi tumbukan dan menjadi energi panas, bunyi, atau bentuk energi lainnya. Pada tumbukan ini berlaku :

1. Berlakunya hukum kekekalan momentum
2. Nilai koefisien restitusi (e) = 0<e<1     

Persamaan Momentum dan Impuls

1. Momentum (p)

                                                p = m . v

dimana :

• P  = momentum (kg m/s)
• m = massa benda (kg)
• v  = kecepatan benda(m/s)

2. Impuls

                                                I = F . ∆t

                                                F = m . a

dimana :

• I = impuls (Ns)
• F = gaya (N)
• ∆t = selisih waktu (s)
• a = percepatan benda (m/s²)
• m = massa benda (kg)

3. Hukum Kekekalan Momentum

                                            P sebelum = P sesudah

                                                P1 + P2 = P1’ + P2’

                                   m1 v1 + m2 v2 = m1’ v1’ + m2’ v2’

dimana :

• P sebelum = momentum sebelum tumbukan (kg m/s)
• P sesudah = momentum sesudah tumbukan (kg m/s)
• m 1,2 = massa benda 1 dan 2 (kg)
• v 1,2 = kecepatan awal benda 1 dan 2 (m/s)
• v 1,2’ = kecepatan akhir benda 1 dan 2 (m/s)

4. Nilai Koefisien Restitusi

                                            e = – ((v1’ – v2’) / (v1 – v2))

dimana :

e = koefisien restitusi

5. Hukum Kekekalan Energi Kinetik

                                 ½ m1 v12 + ½ m2 v22 = ½ m1 v1’2 + ½ m2 v2’2

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Bagus mendapat mobil-mobilan dari ayahnya yang bermasa 10 kg. Mobil itu bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Berapa nilai momentum dan energi kinetik yang dimiliki mobil-mobilan tersebut?

Pembahasan

Diketahui

m =10 kg

v = 6 m/s

Penyelesaian

P =  m . v = 10 × 6 = 60 ᵏᵍ/s

EK = ⅟₂ 10 62  = 180 Joule

Jadi nilai momentum bernilai 60 Ns dan energi kinetik yang dihasilkan adalah 180 Joule.

2. Sebuah bola tenis menumbuk tembok dengan arah tegak dengan kecepatan 6 m/s. Jika koefisien tumbukan yang dialami bola tenis dengan tembok adalah 0,5. Berapa kelajuan bola tenis setelah memantul?

Pembahasan

Diketahui

e = 0.5

v1 = 6 m/s

v2 = 0 m/s

Penyelesaian

e = – ((v1’-v2’) / (v1-v2))

0.5 = -((v1’- 0) / (6-0))

0.5 = -(v1’ / 6)

3 =-v1’

Jadi kelajuan bola tenis setelah memantul 3 m/s kearah berlawanan dari arah datangnya bola tenis.

Penutup

Pada bab ini kalian harus memperhatikan arah kelajuan suatu benda karena momentum dan impul merupakan besaran vektor yang sangat berpengaruh terhadap arah. Arah tersebut menyebabkan nilai kecepatan benda bernilai positif maupun negatif.