Materi Serta Konsep - Impuls, Momentum, & Tumbukan

Impuls, Momentum, serta Tumbukan dalam Fisika - Pada artikel kali ini saya bakal membehas mengenai pengertian impuls serta momentum serta bagaimana konsep impuls momentum pada kasus tumbukan.

Pendahuluan
Pernahkah Kalian melihat atau menonton pertandingan bola baseball. apabila pernah, maka apa yang terjadi saat seorang pemain memukul bola baseball di pukul menggunakan tongkat pemukul? Bola tersebut bakal terpental jauh akibat gaya yang diberikan oleh pemain lewat tongkat pemukul. Berdasarkan Hukum 2 Newton, saat benda menerima sejumlah gaya maka benda tersebut bakal bergerak di percepat serta bakal terus bergerak jika enggak ada gaya yang menghambat. Pada peristiwa ini juga  berlaku Hukum 3 Newton pada tongkat pemukul, di mana tongkat tersebut bakal menerima gaya reaksi yang diberikan oleh bola baseball tersebut. Sehingga pemain tersebut bakal merasakan tongkatnya tertolak ke belakang, sebab gaya aksi berlawanan arah dengan gaya reaksi.

Baca Juga : Fluida Statis, Tekanan Hidrostatis, Hukum Pascal, Archimedes, Rumus serta Contoh Soal

A. IMPULS, MOMENTUM DAN TUMBUKAN

Berbicara tentang impuls serta momentum sangat erat kaitannya dengan peristiwa tumbukan, gaya rata-rata terhadap waktu tumbukan serta besar kecepatan benda. Ingat : Setiap benda yang mempunyai kecepatan pasti mempunyai momentum serta besarnya perubahan momentum sama dengan besarnya impuls. Besarnya momentum suatu benda sebanding dengan besarnya massa benda tersebut dikali dengan besarnya kecepatan benda tersebut (p = m.v ; dimana p ialah momentum, m ialah massa serta v ialah kecepatan). Sebelumnya telah saya bahas mengenai hubungan gaya serta momentum. Misalkan gaya total yang di yang diterima oleh sebuah benda di lihat sebagai gaya rata-rata yang dirasakan, maka besarnya gaya rata-rata yang diterima oleh sebuah benda sebanding dengan besarnya perubahan momentum tiap satuan waktu.

Kemudian kita integralkan kedua ruas serta diberikan batas awal serta akhir, maka diperoleh

Diatas telah saya jelaskan besarnya momentum sebanding dengan besarnya massa dikali kecepatan serta besarnya perubahan momentum sama dengan besarnya impuls. Maka diperoleh

Keterangan :
I ialah Impuls (kg.m/s)
p ialah momentum (kg.m/s)
m ialah massa benda (kg)
v ialah kecepan benda (m/s)
F ialah gaya rata-rata yang diterima benda (N)
t ialah waktu (s)
Indeks f menjelaskan keadaan akhir (f : final)
Indeks i menjelaskan keadaan awal (i : initial)

Pengertian Impuls serta Momentum

Dari persamaan di atas dapat kita simpulkan bahwa.

1. Impuls ialah hasil kali gaya rata-rata (F) dengan lamanya waktu tumbukan (t)
2. Hubungan impuls serta momentum ialah besarnya impuls yang diterima sama dengan besarnya perubahan momentum. dan
3. Momentum ialah hasil kali massa benda dengan kecepatan benda

Baca Juga : Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

1. Contoh Soal Impuls

Dalam tendangan penalti, sebuah bola bermassa 600 gram yang awalnya diam pada titik putih ditendang oleh sorang kapten. apabila kecepatan bola setelah ditendang ialah 50 m/s berapakah impuls yang diterima bola tersebut?

Pembahasan :

Diketahui:
m = 600 grm = 0,6 kg
vi = 0 m/s (keadaan awal diam)
vf = 50 m/s (keadaan akhir)
Ditanya : berapakah impuls yang diterima bola tersebut?

Jawab :
Gunakan Hubungan Impuls serta Momentum

I = ∆p = m.∆v

I = m.(vf - vi)

I = 0,6 kg (50 m/s - 0 m/s)

I = 30 kg.m/s

Jadi, impuls yang diterima bola tersebut ialah 30 kg.m/s

Baca Juga : Contoh Soal Impuls serta Momentum Lengkap dengan Pembahasannya

2. Contoh Soal Momentum

Tentukanlah momentum sebuah benda bermassa 2 kg yang bergerak dengan kecepatan 20 m/s

Pembahasan :
m = 2 kg
v = 20 m/s
Ditanya : Momentum benda (p) ?

Jawab :
p = m.v
p = 2 kg . (20 m/s)
p = 40 kg.m/s

Jadi, momentum benda tersebut ialah 40 kg.m/s

3. Contoh Soal Momentum

Sebuah bola bermassa 600 gram bergerak dengan kecepatan 2m/s. Tentukanlah kecepatan bola tersebut setelah menerima gaya sebesar gaya 20 N dalam waktu 0,1 s ?

Pembahasan :
Diketahui:
m = 600 gram = 0,6 kg
vi = 2 m/s
F = 20 N
t = 0,1 s
Ditanya : Kecepatan akhir (vf) ?

Jawab :
Gunakan hubungan gaya serta momentum

kecepatan bola tersebut setelah menerima gaya sebesar gaya 20 N dalam waktu 0,1 s ialah 5,33 m/s

B. MOMENTUM DALAM SISTEM TERISOLASI

Bayangkan kita berdiri diatas permukaan licin (tanpa ada gaya gesek) atau kita berada di luar angkasa tanpa ada gaya bekerja, kemudian kita melempar suatu benda dengan kecepatan v, berapa kecepatan yang kita alami?

Berdasarkan Hukum 3 Newton : besarnya gaya aksi, sama dengan besarnya gaya reaksi tetapi arahnya berlawanan.

C. HUKUM KEKEALAN MOMENTUM

Misalkan ada dua benda bermassa m1 serta m2 saling berinteraksi dalam sistem terisolasi, berdasarkan Hukum 2 Newton diperoleh besarnya momentum sama dengan gaya total yang bekerja pada benda.

Karena sistem terisolasi, seperti yang telah saya jelaskan di atas, maka

sebab momentum total konstan, artinya momentum total awal sama dengan momentum total akhir

• Ingat : Kecepatan ialah besaran vektor yaitu besaran yang mempunyai nilai serta arah, artinya penting buat memperhatikan arah kecepatan benda.
• Hukum Kekekalan Momentum : apabila dua atau lebih partikel berinteraksi pada sistem yang terisolasi, maka momentum total sistem ialah konstan.
• Konsep ini sangat penting buat menyelesaikan permasalahan pada sistem terisolasi seperti pada tumbukan

Baca Juga : Contoh Soal Hukum Archimedes, Konsep serta Pembahasan

D. TUMBUKAN ELASTIS

Ada beberapa jenis tumbukan, yaitu tumbukan elastis sempurna, elastis sebagian serta enggak elastis sama sekali.

1. Tumbukan Elastis Sempurna

Tumbukan elastis sempurna atau tumbukan lenting sempurna terjadi pada atom-atom, inti atom serta partikel-partikel yang berukuran kecil. Tumbukan ini elastis sempurna terjadi saat energi kinetik sistem konstan atau enggak berubah, artinya total energi kinetik awal sama dengan total energi kinetik akhir. Sehingga, pada sistem tumbukan elastis sempurna berlaku 2 hukum, yaitu hukum kekekalan energi kinetik serta hukum kekekalan momentum.

#Hukum Kekekalan Energi Kinetik
Energi kinetik awal sama dengan energi kinetik akhir

#Hukum Kekekalan Momentum

Kemudian, kita bagi persamaan 1 dengan persamaan 2, maka diperoleh

Jadi, buat tumbukan lenting sempurna koefisien restitusi (e) ialah 1.

2. Tumbukan Elastis Sebagian

Tumbukan elastis sebagian atau tumbukan lenting sebagian terjadi saat setelah tumbukan salah satu benda diam serta satunya lagi bergerak. Artinya, pada tumbukan lenting sebagian maka energi kinetik sistem enggak konstan atau berubah ke dalam bentuk energi lain, seperti energi bunyi, panas serta lain sebagainya. Perkara ini mengakibatkan energi kinetik sebelum terjadi tumbukan lebih besar dibandingkan dengan energi kinetik benda setelah tumbukan. Karena energi kinetik sebelum lebih besar dari pada energi kinetik setelah artinya, kecepatan benda sebelum bakal lebih besar dibandingkan dengan kecepatan benda setelah. Perkara ini dikarenakan energi kinetik berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan.

Pada tumbukan lenting sebagian hukum yang berlaku ialah cuma Hukum Kekekalan Momentum, sedangkan hukum kekekalan energi kinetik enggak berlaku.

Jadi, buat tumbukan lenting sebagian koefisien restitusinya ialah anatara 0 < e < 1

Contoh tumbukan lenting sebagian ialah saat Kalian melepaskan bola voli dari ketinggian tertentu misalkan h1, maka bola tersebut bakal pantul kembali pada ketinggian h2 dimana h1 > h2. Kemudian jatuh serta pantul kembali pada ketinggian h3 dengan h1 > h2 > h3 ini terjadi hingga bola berhenti atau h1 > h2 > h3 > ... > 0 (berhenti).

Baca Juga : Pembahasan Contoh Soal Hukum Pascal Lengkap dengan Rumus serta Konsepnya

3. Tumbukan Bukan Elastis Sama Sekali

Tumbukan enggak elastis sama sekali atau tumbukan enggak lenting sama sekali artinya setelah terjadi tumbukan kedua benda menyetu, sehingga kecepatan kedua benda setelah tumbukan ialah sama

Jadi, koefisien restitusi buat benda enggak lenting sama sekali ialah sama dengan nol.

F. Rangkuman Materi Impuls, Momentum serta Tumbukan

Untuk kumpulan contoh soal impuls, momentum serta tumbukan (tumbukan lenting sempurna, sebagian serta enggak lenting sama sekali) bakal saya bahas pada artikel selanjutnya. Artikel ini cuma bahas tentang konsep serta materi penting yang bakal digunakan buat menyelesaikan permasalahan tentang impuls, momentum serta tumbukan.

Like, Share serta Komen artikel ini, sebab kami membutuhkan dukungan, saran serta masukkan kalian agar ke depannya kami dapat menyajikan artikel yang bermanfaat serta lebih baik lagi.

Terima kasih telah berkunjung serta semangat belajar.

Bagikan Artikel ini