MOMENTUM DAN IMPULS, MAKALAH

MOMENTUM DAN IMPLUS

OLEH :

KELOMPOK VI

MUHLIS

RABIATUL ADAWIYAH

DEVI YULIANTI

RATNA

JUSMAN

SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN MUHAMMADIYAH BULUKUMBA 

2014

KATAPENGANTA

Puji syukur kita panjatkan atas berkat rahmat Allah AWT, karena atas berkat rahmat dan hidayahnya makalah FISIKA DASAR II dapat kami selesaikan tepat pada waktunya.

Shalawat dan salam tak lupa pula kita curahkan kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW, Nabi yang membawa umatnya dari zaman kebodohat menuju zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan.

Dalam penyusunan tugas atau materi ini, tidak sedikit hambatan yang kami hadapi. Namun kami menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan materi ini tidak lain berkat kerjasama dari kelompok VI D.2 pagi,dan petunjuk dari dosen pembimbing atau pengampuh mata kuliah FISIKA DASAR II.

Oleh karena itu kami mengucapkan terima kasih kepada
dosen pembimbing atau pengampuh mata kuliah yang telah memberikan tugas, petunjuk, kepada kelompok kami sehingga kami termotivasi dan  dapat menyelesaikan tugas ini.

Semoga materi ini dapat bermanfaat dan menjadi sumbangan pemikiran bagi pihak yang membutuhkan, khususnya bagi kelompok kami sehingga tujuan yang diharapkan dapat tercapai, Amiin.

Dan tak lupa pula kami meminta maaf  jika dalam makalah ini terdapat  banyak kesalahan dan kekurangan, karena itu kritik serta saran yang membangun sangat kami harapkan.

  Bulukumba, Maret  2014

            Penyusun

                                                                                                                                   

                                                Kelompok VI             

BAB I

PENDAHULUAN

A.      LATAR BELAKANG

             Implus  Didefinisikan sebagai besarnya perubahan momentum yang disebabkan oleh gaya yang terjadi pada waktu singkat. Definisi lain dari impuls (diperoleh dari penurunan Hukum II Newton) adalah hasil kali antara gaya singkat yang bekerja pada benda dengan waktu kontak gaya pada benda (biasanya sangat kecil).

             Berdasarkan definisi di atas, momentum dan implus sering terjadi dalam kehidupan kita sehari-hari, maka penting bagi kita untuk mempelajari momentum dan implus untuk mengetahui sebab akibat dari setiap kejadian dalam kehidupan sehari-hari.

B.     Rumusan masalah

            Berdasarkan latar belakan dia atas maka rumusan masalah dari makalah ini adalah :

a.      Apa pengertian momentum dan implus ?

b.     Kejadian apa saja dalam ke hidupan sehari-hari yang berhubungan dengan momentum dan implus ?

c.      Bagaimanakah cara memecahkan masalah mengenai momentum dan implus?

C.     Tujuan penelitian

a.       Untuk mengetahui apa defenisi dari momentum dan immplus.

b.      Memahami cara untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan momentum dan implus.

c.       Memahami kejadian yang berkaitan dengan momentum dan implus.

 

BAB I

PENDAHULUAN1 

A.    LATAR BELAKANG

Sebelum kita mengetahui latar belakang pembahasan Impuls dan Momentum Linear maka terlebih dahulu kita pahami apa yang dimaksud dengan Impuls dan Momentum Linear. Impuls adalah besaran vektor yang arahya sejajar dengan arah gaya dan Menyebabkan perubahan momentum dan Momentum Linear adalah momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan lurusPernahkah menyaksikan tabrakan antara dua kendaraan di jalan. apa yang terjadi ketika dua kendaraan bertabrakan. kondisi mobil atau sepeda motor mungkin hancur berantakan. Kalau kita tinjau dari ilmu fisika fatal atau tidaknya tabrakan antara kedua kendaraan ditentukan oleh momentum kendaraan tersebut. !alam ilmu fisika terdapat dua jenis momentum yakni momentum linear dan momentum sudut. Kadang-kadang momentum linear disingkat momentum. 

B.     TOPIK BAHASAN

Penjelasan di atas merupakan contoh dari kehidupan sehari-hari yang  berkaitan dengan Impuls dan momentum linear dengan "ukum #e$ton II yang diturunkan menjadi impuls dan momentum linear tumbukanyang akan dijelaskan dalam makalah ini serta pembahasan yang bersangkutan dengan penjelasan Impuls dan momentum.

   C.     TUJUAN

Peningkatan kualitas pendidikan adalah suatu tugas dan tanggung ja$ab semua pihak yang dilakukan. %erutama dalam pengembangan pelajaran di sektor  pendidikan &ntuk itu penyusun menulis makalah ini untuk menjelaskan dari Impuls dan Momentum Linear yang tidak mudah untuk di fahami oleh setiap individu.'

BAB II

PEMBAHASAN

Definisi  Momentum

P = m x v

    setiap benda yang bergerak dikatakan memiliki momentum. Momentum adalah hasil kali antara massa benda dengan kecepatan gerak benda tersebut. Semakin besar massa benda, semakin besar momentumnya.
Secara matematis momentum didefinisikan sebagai :

keterangan :

                                        p : momentum (kg.m/s)

                                        m: massa benda (kg)

                                         v : kecepatan benda (m/s)
Dimana p adalah momentum (kg.m/s), m adalah massa benda (kg), dan v adalah kecepatannya (m/s).
Momentum adalah besaran vektor! Perhatikan arah!

Definisi Impuls

              Didefinisikan sebagai besarnya perubahan momentum yang disebabkan oleh gaya yang terjadi pada waktu singkat,

              Definisi lain dari impuls (diperoleh dari penurunan Hukum II Newton) adalah hasil kali antara gaya singkat yang bekerja pada benda dengan waktu kontak gaya pada benda (biasanya sangat kecil).

Hubungan Impuls dan Momentum

              Hasil kali gaya dengan selang waktu singkat bekerjanya gaya pada benda tersebut dinamakan impuls.

              Besarnya impuls pada benda sama dengan besarnya perubahan momentum pada benda tersebut.

F . ∆ t = m / v₂– m / v₁             ket  :   F   = gaya yang bekerja (N)

                                                                        ∆ t  = selang waktu singkat (s)

                                                                        v1   = kecepatan awal benda (m/s)

                                                                        v2  = kecepatan akhir benda (m/s)

dapat juga ditulis :

            I = F . ∆ t

                                          Ket  I = impuls benda (N.s)

Teorema impuls dan momentum

 Impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda.

I = ∆ t = p₂– p₁= m . v₂– m . v₁

 Hukum II Newton dalam bentuk momentum

F = ∆ p

    ∆t

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM.

              Misalkan benda A dan B masing-masing mempunyai massa mA dan mB dan masing-masing bergerak segaris dengn kecepatan v_A dan v_B sedangkan v_A > v_B. Setelah tumbukan kecepatan benda berubah menjadi v_A’ dan vB’. Bila F_BA adalah gaya dari A yang dipakai untuk menumbuk B dan F_AB gaya dari B yang dipakai untuk menumbuk A, maka menurut hukum III Newton :

                                                         F_AB = - F_BA

                                                  F_AB . Dt = - F_BA . Dt

                                                (impuls)_A = (impuls)_B

                                    m_A v_A’ – m_A v_A = - (m_B v_B’ – m_B v_B)

                                    m_A v_A + m_B v_B  = m_A v_A’ + m_B v_B’  

                 Jumlah momentum dari A dan B sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama/tetap. Hukum ini disebut sebagai hukum kekekalan momentum linier tumbukan. Pada setiap jenis tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum tetapi tidak selalu berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Sebab disini sebagian energi mungkin diubah menjadi panas akibat tumbukan atau terjadi perubahan bentuk :

Macam tumbukan yaitu

Untuk sistem dua benda yang bertumbukan, momentum sistem adalah tetap, asalkan pada sistem tidak bekerja gaya luar.

      Tumbukan lenting sempurna adalah jenis tumbukan dimana energi kinetik sistem tetap. Kecepatan relatif sesudah tumbukan sama dengan minus kecepatan relatif sebelum tumbukan.

 Persamaan yang berlaku :

                                    Δv’ = -Δv

                           V2’ – v1’ = - (v2– v1)

      Tumbukan  lenting sebagian adalah jenis tumbukan yang disertai terjadinya pengurangan energi kinetik sistem

      Tumbukan tak lenting sama sekali adalah jenis tumbukan yang setelah tumbukan kedua benda bergabung dan bergerak bersama-sama. Karena pada tumbukan tak lenting sama sekali kedua benda bersatu sesudah tumbukan maka berlaku hubungan kecepatan sesudah tumbukan,

Sebagai : v2’  = v1’ = v’ sehingga persamaan momentum menjadi :

m1.v1 + m2 . v2 = (m1 + m2) v’

Misalkan benda yang datang bermassa m1 dengan kecepatan v1 dan benda kedua yang diam bermassa m2 dengan kecepatan v2, energi kinetik awal sistem :

      Ek  =   p2           Energi kinetik akhir sistem :    Ek’ =      p2

                2m12                                                                  (m1+m2)

Koefisien Restitusi

Koefisien restitusi (diberi lambang e) adalah negatif perbandingan antara kecepatan relatif sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sebelum tumbukan.

      e =   Δv’=- (v2’-v1) 

               Δv  = v1 - v2

  

Nilai koefisien restitusi adalah antara nol dan satu (0 ≤ e ≤1 ). Untuk tumbukan lenting sempurna e = 1, sedangkan untuk tumbukan tak lenting sama sekali e = 0. jika sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian b1 terhadap lantai dan setelah menumbuk lantai, bola terpantul setinggi b2, maka berlaku :

   

  e =  b2 

         b1

Contoh dalam sehari- hari

Fisika merupakan ilmu yang mempelajari materi dan interaksinya. Banyak konsep-konsep fisika yang bisa menjelaskan fenomena-fenomena di alam. Salah satunya penerapan konsep impuls dan momentum. Impuls adalah gaya yang bekerja pada benda dalam waktu yang relatif singkat, sedangkan momentum merupakan ukuran kesulitan untuk memberhentikan (mendiamkan) benda. Impuls dipengaruhi oleh gaya yang bekerja pada benda dalam selang waktu tertentu sedangkan momentum dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatan benda tersebut. Berikut ini disajikan beberapa contoh penerapan konsep impuls dan momentum dalam kehidupan sehari-hari:

1.      Mobil

           Ketika sebuah mobil tertabrak, mobil akan penyok. Mobil didesain mudah penyok dengan tujuan memperbesar waktu sentuh pada saat tertabrak. Waktu sentuh yang lama menyebabkan gaya yang diterima mobil atau pengemudi lebih kecil dan diharapkan keselamatan penggemudi lebih terjamin.

2.      balon udara dan sabuk pengaman pada mobil

             Ketika terjadi kecelakaan pengemudi akan menekan tombol dan balon udara akan mengembang, sehingga waktu sentuh antara kepala atau bagian tubuh yang lain lebih lama dan gaya yang diterima lebih kecil. Sabuk pengaman juga didesain untuk mengurangi dampak kecelakaan. Sabuk pengaman didesain elastic.

Contoh soal

1. Ditetapkan arah ke kanak sebagai acuan arah positif, hitunglah momentum:

a.       peluru bermassa 20 gram yang sedang bergerak ke kiri dengan kelajuan 50 m /s

b.      sepeda bermassa 100 kg (beserta pengendara) yang bergerak ke kanan dengan kelajuan 4 m/s.

Jawab :

a.   m  = 20 gram = 0.02 kg                      b.    m = 100 kg

v   = - 50 m/s                                             v  = 4 m/s

p   = m x v                                                 p  = m x v       

p   = 0,02 kg x (-50 m/s)                                = 100 kg x 4 m/s

     = -1 kg m/s                                               = 400 kg m/s

2. Dua mobil A dan B masing-masing bermassa 1.600 kg dan 800 kg. Hitunglah vektor momentum resultan A dan B (besar dan arahnya), jika mobil A bergerak ke utara dengan kelajuan 20 m/s dan mobil B bergerak dengan kelajuan 30 m/s ke timur !

Jawab :

mA = 1.600 kg                        mB   = 800 kg

vA  = 20 m/s                           vB    = 30 m/s

PA  = mA x vA                       PB    = mB x vB

       = 1.600 kg . 20 m/s                   = 800 kg . 30 m/s

       = 32.000 kg . m/s                      = 24.000 kg. m/s

                                  momentum resultan PR =    PA²  + P B²

                                  PR =    (32.000)2 + (24.000)² = 40.000 kg m/s

                                  Arah momentum resultan :   tan 0  =  PB = 24.000 = 3

                                                                                          PA    32.000               

                                  Jadi, θ = arc tan 3   = 37 ⁰

3. Sebuah bola massa 800 gram ditendang dengan gaya 400 N.  Jika kaki dan bolah bersentuhan selama 0,5 sekon, tentukan Impuls pada peristiwa tersebut.

Diketahui:

                                       m  =  0,8 kg

                                       F  =  400 N

                                       ∆t =  0,5 S

Ditanya :I =  ….?

Jawab:

                                       I =  F. ∆t

                                          =  400. 0,5

                                          =  200 NS

4. Sebuah bola bergerak ke utara dengan kelajuan 36 km/jam, kemudian bola ditendang ke Selatan dengan gaya 40 N hingga kelajuan bola menjadi 72 km/jam ke Selatan.  Jika massa bola 800 gram tentuka :

1. Impuls pada peristiwa tersebut
2. Lamanya bola bersentuhan dengan kaki

Diket:

                                       V₀ = 36 km/jam =  10 m/s, m =  800 gram = 0,8 kg

                                       V_t =  -72 km/jam =  -20 m/s

                                       F  =  -40 N

Ditanya:

a.       I =  ….?

b.      ∆t =  …?

Jawab:

                                       I =  ∆P

                                       I =  m.V_t – m.V₀

                                       I =  m(V_t – V₀)

                                         =  0,8 (-20 – 10)

                                         =  0,8 – 30

                                         =  - 24 kg m/s

tanda negatif menyatakan arahnya ke selatan

BAB III

KESIMPULAN

Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa momentum didefinisikan sebagai hasil perkalian antara massa dengan kecepatannya, impuls didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan selang waktu kerja gayanya.

Hukum kekekalan momentum suatu benda dapat diturunkan dari persamaan hukum kekekalan energi mekanik suatu benda tersebut.

Apabila dua buah benda bertemu dengan kecepatan relatif  maka benda tersebut akan bertumbukan dan tumbukan dapat dibedakan menjadi dua yaitu lenting sempurna dan tak lenting. Pada tumbukan lenting sempurna energi kinetik benda tidak ber kurang atau berubah menjadi energi lain, pada tumbukan tak lenting energi kinetik benda sebagian berubah menjadi energi lain seperti energi bunyi, energi panas, dll.

                                       

DAFTAR PUSTAKA

Edi Wahyono, S.Si. 2008. Fisika Praktis SMA. Yogyakarta : Pustaka Widyatama.

Imam Zainuri, S.Pd. 2006. Fisika Lengkapsma. Jakarta : Erlangga.

Marten Kanginan. 2004. Fisika Untuk SMA. Jakarta : Erlangga.

Muhamad Gina Nugraha, S.Pd. Kartika Hajar Kirana, S.Pd. 2008. Belajar Mudah Fisika SMA. Bandung : Pustaka Setia.

Wilardjo, Like Dan Murniah, Dad. 2000. Kamus Fisika. Jakarta: Balai Pustaka.

www.google.com

www.wikipedia.com