FISIKA FISIKA FISIKA Momentum, Impuls & Tumbukan $$ 06/12/2017 12:40 MEDIA PEMBELAJARAN FISIKA KELAS XI.IPA SEKOLAH MENENGAH ATAS FISIKA FISIKA FISIKA Momentum, Impuls & Tumbukan Momentum, Impuls & Tumbukan Disusun oleh : Please wait . . . . . . to : Febri Masda NIP. 1974001 199802 1 001 KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN SMA NEGERI 11 KOTA JAMBI

Fenomena Momentum, Impuls & Tumbukan

Fenomena Impuls, Momentum & Tumbukan Click di sini Coba Arah merah x Arah pukulan manakah yang dapat memasukkan bola biru ke lubang-X?

Fenomena Impuls, Momentum & Tumbukan Click di sini Coba Arah Biru x Arah pukulan manakah yang dapat memasukkan bola biru ke lubang-X?

Fenomena Impuls, Momentum & Tumbukan Click di sini Coba Arah hitam x Arah pukulan manakah yang dapat memasukkan bola biru ke lubang-X?

Fenomena Impuls, Momentum & Tumbukan Click di sini Coba Arah hitam dengan pukulan yang lebih keras x Arah pukulan manakah yang dapat memasukkan bola biru ke lubang-X?

Tumbukan

Tumbukan

Pertanyaan konsep: Dari beberapa kali percobaan tadi, hanya cara terakhir yang berhasil memasukkan bola biru tersebut. Faktor-faktor apakah yang menentukan agar dapat memasukkan bola pada contoh tersebut ? Materi

Impuls I = F . t Impuls adalah hasil kali gaya dengan selang waktu. Impuls dapat merubah momentum suatu benda. Secara matematis dituliskan : Keterangan : I = Impuls (N s) F = Gaya (N) t = waktu (s) Impuls termasuk besaran vektor; arah suatu Impuls searah dengan arah gayanya. Misal : arah ke kanan bertanda + maka arah ke kiri bertanda – atau sebaliknya. I = F . t

Contoh Soal : Sebuah bola ditendang dengan gaya sebesar 70 Newton. Kontak antara kaki dengan bola berlangsung selama 0,8 s. Hitunglah Impuls yang terjadi saat kaki menumbuk bola! Diket : F = 70 N t = 0,8 s Ditanya : I = …? Jawab : I = F . t I = 70 N. 0,8 s I = 56 Ns

Momentum Momentum suatu benda adalah hasil kali massa dengan kecepatannya. Secara matematis dituliskan : Keterangan : p = momentum ( kg m/s) = (N s) m = massa benda (kg) v = kecepatan (m/s) Momentum termasuk besaran vektor; arah suatu momentum searah dengan arah kecepatannya. Misal : arah ke kanan bertanda (+) maka arah ke kiri bertanda (–) atau sebaliknya. p = m . v

Contoh Soal : Hitunglah momentum yang dimiliki oleh: Sebuah sepeda 20 kg yang sedang bergerak dengan kecepatan 54 km/jam; Sebutir kelereng 50 gram yang sedang bergerak dengan kecepatan 4 m/s Jawab : a. p = m . v p = 20 kg . 54 (5/18) m/s p = 300 kg.m/s p = 300 Ns b. p = m . v p = 0,05 kg . 4 m/s p = 0,2 kg.m/s p = 0,2 Ns

Contoh Soal : Dua bola A dan B masing-masing bermassa 300 gram bergerak saling mendekat dengan kecepatan 4 m/s dan 2 m/s seperti pada gambar. Berapakah momentum masing- masing bola tersebut? vA vB A B Jawab : pA = mA . vA pA = 0,3 kg . 4 m/s pA = 1,2 kg.m/s pA = 1,2 Ns pB = mB . vB pB = 0,3 kg . (-2 m/s) pB = -0,6 kg.m/s pB = -0,6 Ns

Mengapa bola putih bergerak? Mengapa bola biru bergerak?

Hubungan Impuls dan Momentum Impuls dapat merubah momentum suatu benda. Oleh karena itu tentu ada hubungan antara Impuls dan Momentum. Hubungan yang dimaksud adalah bahwa Impuls sama dengan perubahan momentum. Secara matematis dituliskan : I = p F.t = m.v F.t = m.(v2 – v1)

Contoh Soal : Gaya sebesar 60 N diberikan kepada stick bilyard dengan arah menuju bola putih. Kontak antara stick dengan bola berlangsung selama 0,2 sekon. Jika massa bola 300 gram, dan bola mula-mula diam, hitunglah kecepatan bola setelah menerima Impuls dari stick ! Diket : F = 60 N ; t = 0,2 s ; m = 0,3 kg v1 = 0 Ditanya : v2 = …? Jawab : I = p F. t = p2 – p1 F. t = mv2 – mv1 60 . 0,2= 0,3v2 – 0,3. 0 12= 0,3v2 v2= 12/0,3 = 40 m/s

Contoh Soal : Sebuah benda yang massanya 1,5 kg dalam keadaan diam, dipukul dengan gaya F sehingga bergerak dengan kecepatan 6 m/s, dan pemukul menyentuh bola selama 0,02 sekon. Hitunglah Impuls dan gaya yang bekerja ! Penyelesaian : I = m . Δv I = m . (v2 – v1) I = 1,5 .(6 - 0) I = 9 Ns

Hukum Kekekalan Momentum “Pada setiap peristiwa tumbukan, jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan selalu tetap (sama)” v1 v’1 v’2 v2 play Secara matematis ditulis : Keterangan : v1 dan v2 = kecepatan benda 1 dan 2 sebelum tumbukan v'1 dan v’2 = kecepatan benda 1 dan 2 setelah tumbukan

Contoh Soal : Pada gambar (animasi) di bawah ini, diketahui massa bola 1 dan bola 2 adalah 300 gr dan 100 gr. Kecepatan kedua bola sebelum tumbukan adalah sama 4 m/s, tetapi berlawanan arah (saling mendekat). Jika kecepatan bola 1 setelah bertumbukan menjadi 1 m/s dengan arah yang berlawanan dengan arah sebelum tumbukan, maka hitunglah kecepatan bola 2 setelah bertumbukan! Diket : m1 = 0,3 kg m2 = 0,1 kg v1 = 4 m/s v2 = – 4 m/s v1’ = – 1 m/s v2’ = … Ditanya : v2’ = …? Jawab : Gunakan Hukum Kekekalan Momentum : v1 = 4 m/s v’1 = 1 m/s v’2 =…? v2 = 4 m/s play

Contoh Soal : Sebuah benda A yang bermassa 0,5 kg yang sedang bergerak dengan kecepatan 2 m/s ke timur menabrak benda B yang bermassa 0,3 kg yang bergerak 4 m/s ke barat. Setelah tabrakan benda B bergerak 2 m/s ke timur, maka hitunglah kecepatan benda A setelah tabrakan! Penyelesaian : mA vA + mB vB = mA vA’ + mB vB’ (0,5)(2) + (0,3)(-4) = 0,5 vA’ + (0,3)(2) 1 – 1,2 -0,6 = 0,5 v ’ 0,5 v’ = 0,8 v ‘ = -1,6 m/s Tanda negatif menunjukkan arah ke barat

Tumbukan Sebelum membahas materi ini, coba perhatikan animasi berikut ini :

Tumbukan yang mula-mula terpisah dan/atau terpisahnya dua buah Tumbukan adalah terjadinya kontak antara dua benda yang mula-mula terpisah dan/atau terpisahnya dua buah benda yang mula-mula saling kontak. Contoh-contoh dari tumbukan adalah : Peluru yang ditembakkan dari senjata Orang yang naik skate-board dan tiba-tiba meloncat Orang yang naik perahu dan tiba-tiba meloncat Bola yang dijatuhkan sehingga dipantulkan oleh tanah (lantai) dsb. Pada setiap peristiwa tumbukan berlaku: Hukum Kekekalan Momentum.

Jenis-jenis Tumbukan

Jenis-jenis Tumbukan

Jenis-jenis Tumbukan

Jenis-jenis Tumbukan Ada 3 jenis tumbukan, yaitu: Tumbukan Lenting Sempurna  e = 1 Tumbukan Lenting Sebagian  0 < e < 1 Tumbukan Tidak Lenting  e = 0 Jenis tumbukan dibedakan berdasarkan nilai koefien restitusi (e). Koefisien restitusi adalah harga negatif dari perbandingan antara beda kecepatan kedua benda yang bertumbukan sesaat sesudah tumbukan dan sesaat sebelum tumbukan. Secara matematis, dilutiskan : Nilai koefisien restitusi adalah: 0 < e < 1

Tumbukan Lenting Sempurna Pada tumbukan lenting sempurna, berlaku : Hukum kekekalan Momentum : p1 + p2 = p’1 + p’2 Koef. restitusi (e) = 1, sehingga :

Tumbukan Lenting Sebagian Pada tumbukan lenting sebagian, berlaku : Hukum kekekalan Momentum : p1 + p2 = p’1 + p’2 Koef.restitusi bernilai 0 < e < 1, sehingga :

Tumbukan Tidak Lenting Pada tumbukan tidak lenting, kecepatan kedua benda setelah tumbukan menjadi sama, sehingga keduanya bergerak bersama (kedua benda seolah menempel). Pada tumbukan ini berlaku : Hukum kekekalan momentum: Koefisien restitusi (e) =0 sehingga :

Peristiwa bola yang dijatuhkan dari ketinggian h1, dan kemudian menumbuk lantai akan memantul hingga mencapai ketinggian h2 termasuk peristiwa : tumbukan lenting sebagian. h1 Pada peristiwa ini, nilai koefisien Restitusi (e) dapat dihitung dengan rumus : h2 h1 = Tinggi bola mula-mula h2 = Tinggi pantulan maksimum bola

Contoh Soal : Sebuah bola tenis bermassa 300 gram dilempar ke sebuah tembok dengan kecepatan bola 20 m/s. jika tumbukan yang terjadi dianggap lenting sempurna berapakah kecepatan bola tenis setelah tumbukan? Diket : vb = 20 m/s ; vt = 0 ; vt‘ = 0 mb = 0,3 kg ; e = 1 Ditanya : v’b = …? Jawab : Tanda (-) menunjukkan gerakan bola berbalik arah

Contoh Soal : v’B VB = 0 vA v’A Dua buah benda A dan B bermassa 0,2 kg dan 1,8 kg. Bola B diam, sedangkan bola A bergerak mendekati bola B dengan kecepatan 5 m/s hingga keduanya bertumbukan. Jika tumbukan yang terjadi antara kedua bola adalah lenting sebagian, dengan koefisien restitusi 0,6 maka hitunglah kecepatan kedua bola setelah bertumbukan. v’B VB = 0 vA v’A play Diket : mA= 0,2 kg mB = 1,8 kg. vA = 5 m/s vB= 0 e = 0,6 Ditanya : v’A dan v’B

Contoh Soal : Gunakan Hukum Kekekalan Momentum : Jawab : pA + pB = p’A + p’B mA. vA + mB. vB = mA. v’A + mB. v’B 0,2 . 5 + 1,8 . 0 = 0,2 .v’A + 1,8 . v’B 1 + 0 = 0,2 v’A + 1,8 v’B 1 = 0,2 v’A + 1,8 v’B ……… (1) Jawab : Gunakan Persamaan Koef. Restitusi (e) : – (v’A - v’B) vA - vB e = 3 + v’A = v’B – v’A + v’B 5 - 0 0,6 = v’B = 3 + v’A …….. (2) 3 = – v’A + v’B

Contoh Soal : Pers. (2) : v’B = 3 + v’A v’B = 3 + (-2,2) v’B = 0,8 m/s Substitusikan (2) ke (1) 1 = 0,2 v’A + 1,8 v’B ……… (1) 1 = 0,2 v’A + 1,8 (3 + v’A) ……… (subst. 2 ke 1) 1 = 0,2 v’A + 5,4 + 1,8 v’A 1 – 5,4 = 2v’A – 4,4 = 2v’A v’A = – 4,4 / 2 v’A = – 2,2 m/s (bola A berbalik arah, karena v’A, sedangkan vA) lanjutan : Masukkan nila v’A ke pers. (1) atau (2) Pers. (2) : v’B = 3 + v’A v’B = 3 + (-2,2) v’B = 0,8 m/s Kembali ke soal : (pelajari ulang)

Soal-soal Momentum, Impuls dan Tumbukan :

the end.. . Media Pembelajaran Fisika Kelas XI.IPA SMA (Semester-2) “IMPULS, MOMENTUM DAN TUMBUKAN” Disusun oleh : FEBRI MASDA Penyusun adalah guru mata pelajaran Fisika di SMA Negeri 11 Kota Jambi, Lulusan dari IKIP Padang (sekarang menjadi UNP), Pernah mengikuti pendidikan di THE UNIVERSITY OF AUCKLAND, New Zealand pada tahun 2009, dan meraih penghargaan “Professional English Teaching Practice”

Referensi Fisika kelas XI-A dan XI-B, Ir. Marthen Kanginan, M.Sc, Penerbit Erlangga 2007. Seribu Pena FISIKA kelas XI, Ir. Marthen Kanginan, M.Sc, Penerbit Erlangga 2008 Fisika kelas XI, Goris Seran Daton, dkk. Penerbit Grasindo 2007. BSE Fisika kelas XI, Depdiknas. http://physicslearning.colorado.edu/PiraHome/PhysicsDrawings.htm

Prepared by : febri_masda@yahoo.com