A

A. KONSEP INPULS DAN MOMENTUM

1. Konsep Impuls

Apa yang menyebabkan suatu benda diam menjadi bergerak? Anda telah mengetahuinya, yaitu Gaya. Bola yang diam bergerak ketika gaya tendangan anda bekerja pada bola. Gay tendangan anda pada bola termasuk gay kontak yang bekerja hanya dalam waktu yang singkat. Gaya seperti ini disebut gaya impuls. Jadi gaya impulsif mengawali suatu percepatan dan menyebabkan bola bergerak cepat dan makin cepat.

f(t)

f

t

t1t2

= t2-t1

Gambar 5.2 Luas daerah ibawah grafik F-t menunjukkan impuls yang dialami benda. Gaya rata-rata,

Gaya impulsif mulai mulai dari nilai nol pada saat t1, bertambah nilanya secara cepat kesuatu nilai puncak, dan turun drastis secara cepat ke nol pada saat t2. Variasi gaya impulsif terhadap waktu ditunjukkan oleh Grafik F-t Pada Gambar 5.2.

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

Pada peristiwa tumbukan antara dua benda yang tidak melibatkan gaya luar (misalnya gaya gesekan) berlaku hukum kekekalan momentum, yang berbunyi: jumlah mementum benda-benda sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum benda-benda sesudah tumbukan.

Maka:

P1 + P2 = P1` + P2`

m1v1 + m2v2 = m1v1` + m2v2`

keterangan:

v1 dan v2 = kecepatan sesaat sebelum tumbukan

v1` dan v2` = kecepatan sesaat setelah tumbukan

Jenis-jenis tumbukan:

1. Tumbukan lenting esmpurna. Pada tumbukan apa saja momentum adalah kekal (berlaku hukum kekekalan momentum) Energi total juga kekal,tetapi energi kinetik mungkin tidak kekal. Pada umumnya beberapa energi kinetik akan diubah menjadi energi bentuk lain (misalnya bunyi dan kalor). Pada tumbukan lenting sempurna, energi kinetik adalah kekal (berlaku hukum kekekalan energi kinetik).

Dengan menggabungkan hukum kekekalan momentum dan kekeklan dan kekekalan energi kinetik kita peroleh hubungan antara beda kecepatan sesudah tumbukan (v1 v2 ) dan beda kecepatan sebelum tumbukan (v1 v2) sebagai,

v1 v2 = - (v1 v2 )

2. Tumbukan tidak lenting sama sekali. Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, kedua benda bergabung setelah tumbukan dan bergerak dengan kecepatan yang sama,

v1 = v2 = v

Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, energi kinetik tidak kekal (energi kinetik sesudah tumbukan lebih kecil dari energi kinetik sebelum tumbukan).

3. Koefisien Restitusi. Koefisien restitusi (simbol e) didefenisikan sebagi negatif dari perbandingan beda kecepatan antara dua benda sesudah tumbukan dan beda kecepatan keduanya sebelum tumbukan.

Koefisien Restitusi,

Tujuan

Setelah kegiatan belajar mengajar diharapkan siswa dapat:

1. menghitung resultan dua vektor momentum dengan cara analitis secara benar

2. menghitung impuls jika diberikan grafik gaya terhadap waktu

3. mengetahui hubungan antaraimpuls dan momentum dan menggunakannya untuk memperkirakan besarnya gaya-gaya impuls yang terjadi pada tumbukan

4. mampu menggunakan hukum kekekalan momentum untuk memecahkan soal-soal

5. mampu memecahkan soal-soal tumbukan lenting sempurna dan tumbukan tak lenting sama sekali

Sebuah truk yang massanya 2000 kg dan melaju dengan kecepatan 36 km/jam menabrak sebuah pohon dan berhenti dalam waktu 0,1 detik. Gaya rata-rata pada truk selama berlangsunnya tabrakan adalah...

A. 2 x 102 N C. 2 x 104 NE. 2 x 106 N

B. 2 x 103 ND. 2 x 105 N

Sebutir peluru bermassa 20 g ditembakan dari sepucuk senapan bermassa 3 kg. Senapan tersentak ke belakang dengan kelajuan 0,2 m/s. Besar momentum peluru saat ditembakan adalah...( kg m/s)

A. 0C. 4E. 60,4

B. 0,6D. 60

Benda A mempunyai massa 4 kg bergerak dengan kecepatan tertentu dan menabrak benda B yang diam yang bermassa 6 kg yang akhirnya menyatu dan bergerak dengan kecepatan 1 m/s. kecepatan benda A adalah .

a. 2,5 m/s

b. 5 m/s

c. 50 m/s

d. 250 m/s

e. 400 m/s

1. Dua bola A dan B memiliki massa yang sama. Bola A bergerak ke kanan dengan kecepatan 5 m/s, dan bola B bergerak ke kiri dengan kecepatan 3,5 m/s. Kedua bola berada dijalan lurus saling mendekati. Jika kedua bola bertumbukan lenting sempurna, kecepatan bola A setelah tumbukan adalah ....

a. 3,5 m/s ke kiric. 5 m/s ke kanane. 8,5 m/s ke kanan

b. 3, 5 m/s ke kanand. 5 m/s ke kiri

2. Dua bola A dan B memiliki massa yang sama. Bola A bergerak ke kanan dengan kecepatan 10 m/s, dan bola B bergerak ke kiri dengan kecepatan 8 m/s. Kedua bola berada dijalan lurus saling mendekati. Jika kedua bola bertumbukan lenting sempurna, kecepatan bola A dan bola B setelah tumbukan adalah ....

a. 8 m/s ke kanan dan 10 m/s ke kirid. 10 m/s ke kanan dan 8 m/s ke kiri

b. 8 m/s ke kiri dan 10 m/s ke kanane. 8 m/s ke kiri dan 8 m/s ke kanan

c. 10 m/s ke kiri dan 8 m/s ke kanan

Sebuah balok yang bermassa 0.95 kg berada pada bidang datar yang kasar yang mula-mula diam. Sebuah peluru yang bermassa 50 gram bergerak menembus mengenai balok tersebut sehingga peluru bersarang dalam balok dan bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Besar kecepatan peluru sesaat sebelum menumbuk balok adalah ... .

A. 0, 2 m/sC. 20 m/s E. 2000 m/s

B. 2,0 m/sD. 200 m/s

1. Benda P yang massanya 0,5 kg mengejar dan menumbuk bola R yang massanya 1 kg. sesudah tumbukan keduanya melekat dna bergerak bersama-sama. Apabila kecepatan P dan R adalah 10 m/s dan 4 m/s, maka kecepatan kedua benda setelah tumbukan adalah .

A. 14 m/sC. 9 m/sE. 6 m/s

B. 10 m/sD. 7 m/s

Sebuah mobil bermassa 1000 kg yang bergerak dengan kelajuan 20 m/s bertabrakan sentral dengan sebuah truk bermassa 3000 kg yang semula diam. Jika mobil dan truk saling menempel dan bergerak bersama-sama sesudah tumbukan, energi kinetik sistem mobil dan truk sesaat sesudah tumbukan adalah....

A. 200 kJC. 70 kJE. 25 kJ

B. 100 kJD. 50 kJ

`

X2

v21

v

v2

m2

v1

m1

v11

X2

X2

sebelum tumbukan

tumbukan

setelah tumbukan

A

A

B