MOMENTUM DAN IMPULS

Peta konsep momentum dan impuls

Kalian tau ga sih kalau momentum dan impuls itu saling berkaitan loh. Mau tau lebih dalam mengenai momentum dan impuls? Yuk baca penjelasan berikut ini.

MOMENTUM dan IMPULS

MOMENTUM

Momentum terbagi menjadi tiga sub pokok yaitu, momentum linear, impuls, dan hukum kekekalan momentum.

1. Momentum Linear

Setiap benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu dipastikan memiliki momentum. Besarnya momentum sangat bergantung pada massa dan kecepatan benda. Momentum yang dimiliki suatu benda adalah hasil perkalian antara massa dan kecepatan benda pada saat tertentu.

Persamaan momentum suatu benda yang bermassa m dan bergerak dengan kecepatan v secara matematis dirumuskan sebagai berikut:

         P = m.v

    Keterangan:

    P = momentum benda (kg m/s)

    m = massa benda (kg)

    v = kecepatan benda (m/s)

Momentum adalah sebuah besaran vektor yang arahnya sama dengan arah kecepatan benda. Isaac Newton mengemukakan hukum gerak yang kedua dikaitkan dengan momentum. Isaac Newton mengatakan "momentum sebagai kuantitas gerak". Hukum II Newton menyatakan bahwa, perubahan momentum benda tiap satuan waktu sebanding dengan gaya resultan yang bekerja pada benda dan berarah sama dengan gaya arah gaya tersebut. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

   F = dp/dt = d(mv)/dt = m dv/dt = ma

Terlihat dari persamaan diatas bahwa hukum II Newton berhubungan dengan momentum.

2. Impuls

Benda yang diam dapat bergerak dengan adanya gaya yang bekerja pada benda selama waktu tertentu. Gaya yang bekerja selama waktu tertentu untuk menggerakkan benda disebut dengan impuls. Secara matematis dituliskan:

    I = F . Δt

    Keterangan:

    I = impuls (kgm/s)

    F = gaya (N)

    Δt = waktu (s)

3. Hukum Kekekalan Momentum

Konsep momentum merupakan konsep fisika yang sangat penting di dalam berbagai sistem dengan syarat tertentu berlaku hukum kekekalan momentum.Untuk membuktikannya perhatikan gambar berikut ini.

Dua buah bola saling bergerak berlawanan arah dengan kecepatan masing-masing v1 dan v2 dan massanya masing-masing m1 dan m2. Benda kemudian bertumbukan, pada saat tumbukan benda 2 akan mendapatkan gaya dari benda 1 yang besarnya dapat dituliskan sesuai dengan hukum II Newton tentang gerak sebagai berikut.

FΔt = ΔP₂

FΔt = M₂V₂ ' – M₂V₂

Menurut hukum III Newton tentang gerak benda pertama akan mendapatkan gaya reaksi dari benda kedua dengan besar yang sama tetapi dengan arah yang berlawanan.

-FΔt = ΔP₂

-FΔt = M₂V₂ ' – M₂V₂

Jika kedua persamaan tersebut dijumlahkan akan diperoleh:

0 = M₂V₂' – M₂V₂  +  M₁V₁' – M₁V₁

M₁V₁ + M₂V₂ = M₂V₂ ' – M₁V₁'

Ruas sebelah kiri persamaan merupakan jumlah momentum sebelum tumbukan dan ruas kanan merupakan jumlah momentum setelah tumbukan. Jadi, Momentum total sebelum tumbukan sama dengan momentum total setelah tumbukan atau dikatakan berlaku hukum kekekalan momentum pada peristiwa tumbukan.

TUMBUKAN

Tumbukan terbagi menjadi tiga yaitu, Tumbukan lenting, Tumbukan lenting sebagian, dan Tumbukan tak lenting.

1. Tumbukan Lenting

Tumbukan lenting sempurna terjadi jika jumlah energi kinetik kedua benda sebelum dan setelah tumbukan adalah sama.

sumber: https://materiipa.com/wp-content/uploads/2018/07/sebelum-dan-setelah-tumbukan1-300x169.jpg

   Benda yang melakukan tumbukan lenting sempurna berlaku:

    a. Hukum kekekalan energi kinetik

        EK₁ + EK₂ = EK₁' + EK₂'

  ½ m₁v₁² + ½ m₂v₂² = ½ m₁v₁^'2+ ½ m₂v₂^'2

    b. Hukum kekekalan momentum

        P₁ + P₂ = P₁^' + P₂^'

 m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁^'+  m₂v₂²

    c. Koefisien restitusi sama dengan satu

        e = - (v₁^' - v₂^')/v₁ - v₂ = 1

2. Tumbukan Lenting Sebagian

Benda yang melakukan tumbukan lenting sebagian, beberapa energi kinetiknya akan berubah menjadi energi bentuk lain seperti bunyi, panas, dan sebagainya. Hal ini mengakibatkan energi kinetik sebelum tumbukan lebih besar dari energi kinetik setelah tumbukan (ΣEK > ΣEK'). Sehingga kekekalan energi kinetik tidak berlaku pada tumbukan lenting sebagian. Oleh karena itu koefisien restitusi pada tumbukan lenting sebagian mempunyai nilai 0 sampai 1 persamaannya dapat ditulis.

    0 < e > 1

    0 < - (v₁^' - v₂^')/v₁ - v₂ < 1

sumber: https://idschool.net/wp-content/uploads/2020/11/Tumbukan-Lenting-Sebagian.jpg

3. Tumbukan Tak Lenting

Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, sebagian besar energi kinetiknya berubah bentuk sehingga jumlah energi kinetik sebelum tumbukan lebih besar daripada setelah tumbukan, dan e = 0. Pada tumbukan tidak lenting sama sekali kedua benda bersatu setelah tumbukan dan bergerak bersama-sama dengan kecepatan sama.

Referensi

Arifudin, M Achya. 2007. FISIKA. Jawa Barat: Ganeca Exact

Indrajit, Dudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Fisika. Bandung: PT. Grafindo Media Pratama

Kamajaya. 2008. Fisika. Bandung: PT. Grafindo Media Pratama

Muslihun. 2018. SMART BOOK FISIKA SMA. Jakarta: PT. Grasindo

Muslihun. 2017. SKM FISIKA. Jakarta: PT. Grasindo