MOMENTUM DAN IMPULS

MOMENTUM DAN IMPULS

Petinju berlatih secara intensif agar reflek dan kecepatan pukulannya semakain meningkat. Semakin singkat interaksi pukulan dengan sasaran, semakin baik kualitas pukulannya.

Video Latihan Tinju (youtube: 5 Effective Right Hand or Cross Body Shots; 1 Mei 2017 3:23 pm dan Fighter of the Year- Manny Pacquiao; 1 Mei 2017 3:24 pm).

1.  Momentum

Perhatikan tayangan video berikut ini

Video Pengereman mendadak (youtube: 5 Cycling Skills Every Bike Rider Needs; 16 April 2017 3:10 pm).

Mengapa pesepeda terpelanting?

Ketika dua benda bergerak bersama, manakah yang lebih sukar untuk dihentikan benda yang bermassa besar atau kecil?

Ketika dua benda bermassa sama bergerak dengan kecepatan berbeda manakah yang sukar dihentikan, benda berkecepatan tinggi atau rendah?

Ukuran kesukaran untuk memberhentikan gerak suatu benda disebut momentum.

Dari jawaban Anda terhadap pertanyaan di atas, momentum dirumuskan sebagai hasil kali massa dan kecepatan.

Keterangan:

p   =   momentum benda (kg. m/s)

m  =   massa benda (kg)

v   =   kecepatan benda (m/s)

Contoh 

Seorang anak bersepeda bergerak dengan kecepatan 36 km/jam. Jika massa anak 60 kg dan massa sepeda 20 kg, hitunglah momentum anak, momentum sepeda dan momentum anak serta sepeda bersama-sama!

Diketahui:  v = 36 km/jam;  m_a = 60 kg; m_s = 20 kg

Ditanya : p_a; p_s; p_a+s

Jawab :

v   =  36 km/jam = 10 m/s

m_a  =  60 kg

m_s = 20 kg

p_a   =  m_a v

      =  60 kg x 10 m/s  = 600 kg m/s

Jadi momentum anak sebesar 6 x 10² kg m/s.

p_s   =  m_s v

      =  20 kg x 10 m/s  = 200 kgm/s

Jadi momentum sepeda sebesar 2 x 10² kgm/s.

p_a+s   =  (m_a+m_s) v

        =  (60 +20) kg x 10 m/s  = 800 kgm/s

Jadi momentum anak sebesar 8 x 10² kgm/s.

2.  Impuls

Perhatikan tayangan video berikut ini

Video Peristiwa impuls pada tendangan (you tube: How to Curve Ball / Blend it like Beckham: 07/10/2018, 04.22 pm)

Gaya tendangan pada bola termasuk gaya kontak yang bekerja hanya dalam waktu singkat (gaya impulsif).

Hasil kali gaya impulsif dan selang waktu singkat selama gaya impulsif itu bekerja disebut impuls (I).

Contoh

Seorang  pemain menendang bola dengan gaya 200 N. Jika selang waktu kontak antara pukulan dengan muka lawannya 0,3 sekon, berapakah impuls yang dialami bola tersebut?

Diketahui :  F = 200 N;  t = 0,3 s

Ditanya : I

Jawab :

I  =  F

    =  (200 N) (0,3 s)

    =  60 Ns

Jadi impulsnya sebesar 60 Ns. 

3. MOMENTUM DAN IMPULS

Perhatikan tayangan berikut ini

Video Bilyard (youtube: Trickshots for beginners #1 - 台球 - Pool Trick Shot & Artistic Billiard training lesson; 3 April 2017 00:33 pm).


Sebuah bola bilyard putih bermassa m terletak pada meja bilyard bergerak dengan kecepatan v₁ (diam; v₁ = 0), kemudian diberi gaya tetap F (disodok) selama  sehingga kecepatannya berubah menjadi v₂  Dari Hukum II Newton, diperoleh persamaan

Pada gerak lurus dipercepat berlaku

Dari persamaan (a) dan persamaan (b) didapatkan

Kesimpulan:
Impuls yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang terjadi pada benda tersebut.

Contoh 

Sebuah mobil bermassa 1,5 ton melaju dengan kecepatan 72 km/jam. Karena sopir mobil mengantuk, mobil menabrak pohon dan berhenti setelah selang waktu 0,1 sekon. Tentukan gaya rata-rata yang dialami mobil selama tabrakan berlangsung!

Diketahui:  m = 1,5 ton  = 1500 kg; 

v₁ = 72 km/jam = 20 m/s

 Dt =  0,1 s

Ditanya:  F

Jawab:

Karena mobil berhenti setelah tabrakan, maka v₂ = 0.

  Jadi, gaya rata-rata yang dialami mobil selama tabrakan berlangsung 300.000 N.

4. Hukum Kekekalan Momentum Linear


Perhatikan tayangan video di bawah 

Video Melempar bola di atas skate board (youtube: Introduction to Conservation of Momentum with Demonstrations; 18 Mei 2017 04:45 pm).

Jika partikel mengalami total gaya luar F nol, persamaan,

dapat ditulis sebagai berikut

Sehingga jika gaya luar total pada sebuah partikel adalah nol, momentum linear total p dari sistem adalah tetap. Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Kekekalan Momentum Linear yang dinyatakan dengan

Contoh 

Seseorang yang bermassa 70 kg berdiri diam di atas skate board memegang bola bermassa 2 kg. Kemudian orang tersebut melempar bola 5 m/s ke utara, tentukan kecepatan orang setelah melempar bola! (massa skate board diabaikan)

Diketahui:  m_o = 70 kg

m_b = 2 kg

v₀= 0

 v_b =  0

v_b’ = 5 m/s ke utara

Ditanya:  v_o’ = ?

Jawab:

p_sebelum = p_sesudah 

Jadi, kecepatan orang setelah melempar bola -  m/s atau   m/s ke selatan