Momentum dan impuls

MOMENTUM DAN IMPULS

Isti Wulandari (4201412022)Rizky Maulana N. (4201412092)

KOMPETENSI DASAR3.5 Menerapkan konsep momentum dan

impuls, serta hukum kekekalan momentum dalam kehidupan sehari-hari

1. KONSEP IMPULS

Gaya menyebabkan suatu benda diam menjadi bergerak

Gaya impulsif merupakan gaya kontak yang bekerja hanya dalam waktu yang singkat

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

Semakin lama gaya impulsif bekerja, semakin cepat bola bergerak

Hasil kali gaya impulsif rata-rata ( ) dan selang waktu singkat ( ) selama gaya impulsif bekerja disebut besaran impuls dan diberi lambang I. Dengan demikian,

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

Gambar . Luas daerah di bawah grafik F-t menunjukkan impuls

yang di alami benda

Impuls adalah hasil kali antara besaran fektor gaya F dengan besaran skalar selang waktu , sehingga impuls termasuk besaran vektor. Arah impuls I searah dengan arah gaya impulsif F.

Jika gaya impulsif yang berubah terhadap waktu diberikan fungsinya, misalnya F(t)= at + b

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

Gambar . Luas daerah di bawah grafik F-t menunjukkan impuls

yang di alami benda

Impuls = luas daerah di bawah grafik F-t

Momentum dinyatakan sebagai ukuran kesukaran untuk memberhentikan gerak suatu benda.

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

2. KONSEP MOMENTUM

Manakah yang lebih sukar dihentikan ?

Momentum dirumuskan sebagai hasil kali massa dan kecepatan.

Rumus momentum p = mv Momentum termasuk, yang searah dengan

arah kecepatanbesaran vektor Momentum satu dimensi, arah momentum

cukup ditampilkan dengan tanda positif atau negatif.

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

0

100 m/s100 m/s

Massa mobil= 1000 kg

Arah positifArah negatif

2. HUBUNGAN IMPULS DAN MOMENTUM

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

a. Menurunkan Hubungan Impuls dan Momentum

teorema impuls-momentum. Impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda itu, yanitu beda antara momentum akhir dengan momentum awalnya.

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

b. Hukum II Newton dalam Bentuk Momentum

Aplikasi Hukum II Newton untuk massa benda berubah

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

udara

Ujung balon

Udara tersembur

Gaya udara pada balon

Gaya balon pada udara

Untuk besar impuls yang sama, impuls yang berlangsung dalam selang waktu kontak yang lebih lama menghasilkan gaya impulsif yang lebih kecil.

Contoh aplikasi impuls :Pertandingan judoBagian dalam helm

motorKaratePalu dan paku

TujuanPalu terbuat dari bahan logam keras adalah untuk mempersingkat selang waktu kontak antar palu dan paku yang dihantamkannya, sehingga paku tertancap karena mengalami gaya impulsif yang lebih besar.

A. KONSEP IMPULS DAN MOMENTUM

c. Aplikasi Impuls dalam Keseharian dan Teknologi

Minimal ada dua benda yang bertumbukan

Hukum Kekekalan Momentum

Momentum sebelum tumbukan

𝒑=𝑚1𝒗1+𝑚2𝒗 2 𝒑 ′=𝑚1𝒗 1 ′+𝑚2𝒗2 ′ Momentum sesudah tumbukan

Σ 𝑭=𝑭 12+𝑭𝟐𝟏

Σ 𝑭=∆𝒑∆ 𝑡

∆𝐩=Σ 𝑭 ∆ 𝑡∆𝐩=𝐩 ′−𝐩=𝟎 , 𝒑𝟏+𝒑𝟐=𝒑𝟏 ′+𝒑𝟐 ′

𝑚1𝒗𝟏+𝑚2𝒗𝟐=𝑚1 ′𝒗𝟏 ′+𝑚2 ′ 𝒗𝟐 ′

p = p’

Selama tidak ada gaya luar yang bekerja, resultan gaya pada sistem adalah nol, sehingga berlaku hukum kekekalan momentum.

Jika ada gaya luar yang bekerja, tidak berlaku hukum kekekalan momentum.

Terdapat energi mekanik yang hilang, ???

Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan Tidak Lenting

Jenis-jenis Tumbukan

Tidak ada gaya luar yang bekerja Berlaku hukum kekekalan momentum Berlaku hukum kekekalan energi kinetik

Tumbukan Lenting Sempurna

𝑚1𝒗𝟏+𝑚2𝒗𝟐=𝑚1𝒗𝟏 ′+𝑚2𝒗𝟐′

12 𝑚1𝒗𝟏 𝟐+

12 𝑚2𝒗𝟐 𝟐=

12 𝑚1𝒗𝟏𝟐 ′+ 1

2 𝑚2𝒗𝟐𝟐 ′

∆ 𝒗 ′=−∆ 𝒗𝒗 2

′−𝒗1′=−(𝒗𝟐−𝒗𝟏)

Tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik

Berlaku hukum kekekalan momentum benda saling menempel (bergabung,

kedua benda dianggap sebagai satu benda), “Tidak Lenting Sama Sekali”

Tumbukan Tidak Lenting

𝒗𝟐′ =𝒗𝟏

′ =𝒗 ′𝑚1𝒗𝟏+𝑚2𝒗𝟐=(𝑚¿¿1+𝑚𝟐)𝒗 ′ ¿

Koefisien Restitusi

∆ 𝒗 ′=−∆ 𝒗−∆ 𝒗 ′∆𝒗 =1

−∆ 𝒗 ′∆𝒗 (Koefisien Restitusi)

negatif perbandingan antara kecepatan relatif sesaat sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sesaat sebelum tumbukan,

𝒆=−∆𝒗′

∆𝒗 =−(𝒗 2

′−𝒗1′)

𝒗𝟐−𝒗𝟏

Tumbukan Lenting Sempurna

𝒆=−∆𝒗 ′∆𝒗 =1

𝒆=−∆𝒗 ′∆𝒗 =0 , karena𝒗𝟐

′ =𝒗𝟏′

(0<𝒆<1)

Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Tumbukan Lenting Sebagian

Terima Kasih