IMPULS, MOMENTUM & TUMBUKAN SMKN Jakarta IMPULS, MOMENTUM & TUMBUKAN 2014 SMK Bidang Keahlian Kesehatan

MOMENTUM LINEAR Momentum adalah ukuran kesukaran untuk memberhentikan suatu benda yang sedang bergerak. Kesukaran memberhentikan suatu benda bergantung pada massa dan kecepatan. dengan: P = momentum (kg.m/s) m = massa (kg) v = kecepatan (m/s)

Momentum adalah besaran vektor, yang berarti memiliki besar dan arah Momentum adalah besaran vektor, yang berarti memiliki besar dan arah. Untuk momentum satu dimensi arah dapat dilukiskan dalam bentuk tanda positif dan negatif. Misalnya arah ke kanan positif dan ke kiri negatif. Karena momentum besaran vektor, maka resultan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor, misalnya : Px = jumlah komponen momentum pada sumbu x Py = jumlah komponen momentum pada sumbu y Secara umum resultan momentum dapat ditulis :

Contoh Peristiwa Momentum Mobil I :massa dan kecepatannya besar, sehingga momentumnya menjadi sangat besar. Mobil II :massa dan kecepatannya kecil, sehingga momentumnya menjadi sangat kecil Mobil III :massa dan kecepatannya sedang, sehingga momentumnya sedang.

Soal Dua buah benda A dan B masing-masing bermassa 4 kg dan 2 kg. keduanya bergerak seperti pada gambar di samping. Tentukan : Momentum benda A Momentum benda B Jumlah momentum kedua benda Jawaban : Dik : mA = 4 kg mB = 2 kg vA = 2 m/s vB = 3 m/s Dit : pA ? b) pB ? c) resultan p ? Cara : pA = mA . vA b) pB = mB . vB = 4 kg x 2 m/s = 2 kg x 3 m/s = 8 kg m/s = 6 kg m/s c)

IMPULS Impuls adalah hasil kali gaya dengan selang waktu terhadap benda. dengan: I = impuls (N.s) F = gaya (N) Δt = selang waktu (s) v1 = kecepatan awal (m/s) v2 = kecepatan akhir (m/s)

Soal Bola yang diam massanya 400 gram ditendang dengan gaya 100 N. Bila lamanya kaki menyentuh bola 0.04 sekon, maka bola akan melayang dengan kecepatan… m/s Dik : m = 400 gram F = 100 N ∆t = 0.04 sekon Dit : vt?? Jawab : F. ∆t = m vt – m vo (100).(0,04) = o,4 (vt ) – 0 vt = 10 m/s

HK. KEKEKALAN MOMENTUM Hukum kekekalan momentum untuk peristiwa tumbukan, yaitu : “jumlah momentum benda-benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap, asalkan tidak ada gaya-gaya luar yang bekerja pada benda itu” v1 , v2 = kecepatan sebelum tumbukan (m/s) v1 ‘, v2’ = kecepatan setelah tumbukan (m/s)

Aplikasi Tumbukan diantaranya :

Tumbukan elastis sempurna Tumbukan elastis sebagian Jenis-jenis Tumbukan Tumbukan elastis sempurna Tumbukan tak elastis Tumbukan elastis sebagian

Tumbukan elastis sempurna Penjelasan gambar 1 Pada saat bola ke 1 diayunkan ke arah bola yang lain, bola ke 1 yang massa m1 dan kecepatan v1 saat menyentuh bola ke 2 (v2 =0), maka terjadi perambatan energi sampai pada bola ke 5, sehingga bola ke 4 dan bola ke 5 akan berayun searah dengan bola ke 1. Selanjutnya bola ke 5 berbalik arah dan menyentuh bola ke 4 terjadi lagi rambatan energi menuju bola ke 1, demikian seterusnya. Tumbukan ini disebut tumbukan elastis sempurna (lenting sempurna) Tumbukan elastis sempurna

Untuk tumbukan lenting sempurna v1i v2i m1 m2 Sebelum tumbukan v1f m1 Setelah tumbukan m2 v2f Ciri-ciri : Koefisien restitusi e = 1 Tidak ada perubahan energi kinetik benda Rumusan :

Soal Bola A 1,5 kg dan bola B 2 kg bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing 8 m/s dan 6 m/s. jika kedua bola tersebut bertumbukan secara lenting sempurna, maka berapakah: Jumlah momentum setelah tumbukan Energi kinetik setelah tumbukan

Dik : mA = 1,5 kg, vA = 8 m/s mB = 2 kg, vB = 6 m/s Dit : a) ptot’? b) Ek’? Jawab : a) b)

Tumbukan elastis sebagian Penjelasan gambar 2 Mobil bermassa m bergerak dengan kecepatan v1 menumbuk dinding (v2 = 0). Setelah menumbuk dinding, mobil itu bergerak berlawanan arah dengan kecepatan v1’ lebih kecil dari kecepatan mula-mula (v1’ < v1). Mengapa? Tumbukan elastis sebagian

Mengapa?? Panas dan Suara Energi kinetik sistem sebelum dan sesudah tumbukan terjadi tidak sama. Artinya, seringkali hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku dalam peristiwa tumbukan. Artinya : Energi kenetik itu sebagian diubah menjadi… Panas dan Suara

Maka diperoleh nilai e : h1 = tinggi benda saat dijatuhkan (m) Umpamanya tinggi benda dijatuhkan adalah h1 dan benda memantul setinggi h2 dari lantai. Dengan menggunakan persamaan Gerak Jatuh Bebas, maka : Maka diperoleh nilai e : h1 = tinggi benda saat dijatuhkan (m) h2 = tinggi benda saat memantul kembali (m)

Soal Bola A 2 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. sedangkan bola B 3 kg bergerak di depan bola A dengan kecepatan 2 m/s searah. Setelah tumbukan kecepatan bola B menjadi 4 m/s. tentukan: Kecepatan bola A setelah tumbukan Koefisien restitusi

Dik : mA = 2 kg, vA = 4 m/s mB = 3 kg, vB = 2 m/s vB’= 3 m/s Dit : a) vA’? b) e ? Jawab :

Penjelasan gambar 3 Tumbukan tak elastis Anak panah bermassa m dilepaskan dari busurnya dengan kecepatan v1 menumbuk papan target. Setelah menumbuk, anak panah itu tertancap di papan target. Papan target dan anak panah secara bersama-sama bergerak v2 sangat lamban searah dengan anak panah itu. Tumbukan tak elastis

Koefisien restitusi e = 0 Untuk tumbukan tak lenting sama sekali dalam satu dimensi v1i v2i m1 m2 Sebelum tumbukan vf m1 + m2 Setelah tumbukan Ciri-ciri : Koefisien restitusi e = 0 Kecepatan akhir sama/ dua benda menyatu (v1’=v2’=v’) Terjadi perubahan energi kinetik Rumusan :

Soal Sebuah peluru yang massanya 20 gram mengenai segumpal lilin mainan yang massanya 200 gram dan tergantung pada seutas tali yang panjang. Peluru itu masuk dan melekat pada lilin mainan. Jika kecepatan peluru sebelum mengenai lilin adalah 200 m/s, maka besarnya kecepatan lilin mainan setelah peluru tersebut masuk di dalamnya adalah… Dik : m1 = 0,2 kg m2 = 0,02 kg v2 = 200 m/s Dit : v’ ?? Jawab : m1 . v1 + m2 . v2 = (m1 + m2) v’ 0 + 0,02 . 200 = (0,2 + 0,02) v’ v’ = 18,2 m/s

Prinsip Kerja Roket Hukum kekekalan momentum : v v+Dv u Dm u m = massa awal roket (kg) v = kecepatan awal roket relatif terhadap bumi (m/s) ∆m = massa gas buang (kg) ∆v = kecepatan tambahan roket (m/s) u = kecepatan gas buang relatif terhadap roket (m/s) v - u Kecepatan bahan bakar relatip terhadap roket

Soal Gas buang roket keluar dengan laju massa 80 kg/s kecepatan semburan gas adalah 200 m/s, maka gaya dorong pada roket adalah… Dik : Dit : F ? Jawab :

Sekian Terimakasih