Momentum Linier,Tumbukan, Gerak Roket Minggu 6 Tim Fisika TPB 2016

Minggu ini Mengenalkan konsep momentum linier Kekekalan momentum pada tumbukan Impuls Gerak Roket

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?

Perhatikan sebuah sistem terisolasi: terdiri dari 2 benda Hukum Newton 3:

Jadi jumlah massa dikali dengan kecepatan tetap sama (konstan) atau tidak berubah terhadap waktu

Definisi momentum linier mv adalah kuantitas yang penting dalam mempelajari gerakan sistem terisolasi, kuantitas gerak ini diberi nama momentum linier Momentum = massa X kecepatan Dalam bentuk komponen:

Hukum kedua Newton Perubahan momentum per interval waktu adalah sama dengan gaya netto yang bekerja pada benda

Sebelumnya kita mengetahui bahwa untuk sistem terisolasi atau Fnet = 0 maka jumlah momentum selalu tetap Jumlah momentum awal = jumlah momentum akhir Dalam bentuk komponen

Kekekalan momentum Jika dua atau lebih partikel berinteraksi pada sistem yang terisolasi, momentum total sistem adalah konstan Konsep ini sangat penting untuk menyelesaikan permasalahan pada sistem terisolasi seperti pada tumbukan

Initial: v1 = v2 = 0 m1 Final m1 m2 m2 Contoh: pertanyaan sebelumnya, seorang astronot melempar sebuah benda di luar ankasa Initial: v1 = v2 = 0 m1 m2 Final m1 m2

Impuls Definisi Impuls :

Impuls Teorema Impuls-Momentum Impuls dari gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dihasilkan.

Bagaimana jika F tidak konstan Dalam situasi kehidupan nyata, gaya pada sebuah benda tidak konstan. Perhatikan Gambar (a) : gaya bekerja pada benda berubah terhadap waktu. Perhatikan Gambar (b): Luas daerah di bawah kurva Gambar (a) = gaya rata-rata x interval waktu = Impuls

Contoh

Tumbukan 1D Perlu ingat dua konsep: Tumbukan elastis – Energi kinetik kekal Tumbukan tak elastis – Energi kinetik tidak kekal

Konsep yang digunakan untuk kasus Tumbukan Momentum total selalu sama atau kekal selama tumbukan Energi kinetik total selalu sama atau kekal hanya pada tumbukan elastis

Kasus tumbukan tak elastis sempurna

Tumbukan elastis Gunakan kekekalan Momentum Dan kekekalan energi kinetik (1) (2)

(2) (1) Substitusi (1) pada (2) menghasilkan :

Jika vi kecepatan initial diketahui

Kasus m1 = m2

kasus v2i = 0 Jika m1 >> m2, Jika m1 << m2,

Kasus Tumbukan 2D Kekalan momentum pada ruang dua dimensi: Total momentum setiap komponen tetap.

Jika v2i = 0, tumbukan elastis

Gerak Roket

Dengan menggunakan Kalkulus diperoleh:

Gaya Dorong Roket

Soal 1: Diberikan kurva gaya yang bekerja pada sebuah benda Tentukan secara perkiraan gaya rata-rata pada interval waktu 0 – 130 ms

Soal 2:

Soal 3