Home >Documents >Momentum Impuls

Momentum Impuls

Date post:03-Jul-2015
Category:
View:422 times
Download:3 times
Share this document with a friend
Transcript:

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

BAB 6Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

IMPULS DAN MOMENTUMSTANDAR KOMPETENSI : Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik KOMPETENSI DASAR y Setelah pembelajaran, kamu dapat menunjukkan hubungan antara konsep impuls dan momentum untuk menyelesaikan masalah tumbukan

Tokoh komik superman memukul lawannya dengan tinjunya. Pukulan tangan itu tentunya dengan gaya yang besar dengan selang waktu sentuhan yang singkat. Terjadilah impuls. Impuls adalah hasil kali gaya dorong dengan waktu sentuh pada saat mengenai benda lain. David Beckham menendang bola tenjadi peristiwa tumbukan antara kaki bersepatu dengan bola.Gaya ayunan kaki dikali selang waktu sentuh disebut impuls dalam kejadian itu. Pengujian mobil atau pesawat terbang yang meluncur pada lintasan lurus dengan dihalangi tembok di depannya, menimbulkan impuls yang sangat besar. Impuls adalah perubahan momentum. Sedangkan momentum adalah hasil kali massa dengan kecepatan. Dalam bab ini akan dibahas tentang impuls dan momentum

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. GerbangTahukah Kamu bagaimana roket bisa meluncur meninggalkan bumi menuju ruang angkasa? Konsep fisika apa saja yang berperan pada proses peluncuran roket? Untuk menjawab pertanyaan diatas, kalian harus

memahami konsep Impuls dan momentum. Momentum adalah suatu kuantitas yang tersimpan. Bila dua objek bertumbukan, mementum tiap benda mungkin berubah, tetapi momentum sistem seluruhnya tetap konstan. Inilah yang disebut hukum kekekalan momentum.Peluncuran roket

A. Momentum

Momentum adalah hasil kali massa dan kecepatan vektor suatu benda. Momentum memungkinkan analisis gerakan dalam batas massa dan kecepatan vektor suatu benda daripada hanya menggunakan gaya dan percepatan. Momentum adalah suatu vektor yang mempunyai arah sama dengan kecepatan benda. Momentum dirumuskan sebagai berikut.

p = m.v

p = momentum (kg m/s) m = massa benda (kg) v = kecepatan benda (m/s)

Contoh: 1. Mobil dengan massa 800 kg bergerak dengan kelajuan 72 km/jam. momentum mobil tersebut. Diket: m = 800 kg v = 72 km/jam = 20 m/s Ditanya: = .? Jawab: = m.v = 800.20 = 16000 kg m/s Tentukan

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.Kerja Berpasangan. Kerjakan soal-soal berikut bersama teman terdekatmu! 1. Sebuah bola 800 gr ditendang dengan gaya 200 N. Sesaat setelah ditendang bola mempunyai kelajuan 144 km/jam. ditendang! 2. Sebuah benda bergerak dipercepat dari keadaan diam. Hubungan momentum dengan kelajuan benda dapat dibuat grafik di bawah ini : (kg m/s) x Tentukan momentum bola sesaat setelah

530 20 v (m/s) 3. Sebuah mobil bergerak dipercepat dari keadaan diam dengan percepatan 5 m/s2. Jika massa mobil 1,5 ton tentukan momentum mobil setelah bergerak selama satu menit! 4. Sebuah bola pingpong massa 20 gram jatuh bebas dari ketinggian 1,8 m. Jika percepatan gravitasi ditempat tersebut adalah 20 m/s2, tentukan momentum bola sesaat menumbuk lantai!

B. Impuls

Impuls merupakan suatu gaya yang dikalikan dengan waktu selama gaya bekerja. Suatu impuls adalah hasil kali suatu gaya yang bekerja dalam waktu yang singkat yang menyebabkan suatu perubahan dari momentum. Sebuah benda menerima momentum melalui pemakaian suatu impuls. Dari hukum Newton II, didapatkan: F=m.a a= F F dtdV dt

=m.

dV dt

= m . dV

F dt =

V2

mdV

V1

F dt = m (V2 V1) = mV2 mV1 Impuls = F.t = m . ( v

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Contoh : 1. 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 2. 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 : a. Impuls pada peristiwa tersebut b. Lamanya bola bersentuhan dengan kaki Diket: V0 = 36 km/jam = 10 m/s, m = 800 gram = 0,8 kg Vt = -72 km/jam = -20 m/s F = -40 N Ditanya: a. I = .? b. t = ? Jawab: I = P I = m.Vt m.V0 I = m(Vt V0) = 0,8 (-20 10) = 0,8 30 = - 24 kg m/s tanda negatif menyatakan arahnya ke selatan 3. Sebutir peluru massanya 0,05 kg melayang dengan kecepatan 400m masuk det

sampai 0,1 m ke dalam sebuah balok yang dipancangkan teguh di tanah. Misalkan bahwa gaya penghambatan konstan. Hitunglah: a) perlambatan peluru,

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.b) gaya penghambatan, c) lama waktunya (untuk perlambatan), d) impuls tumbukannya! Penyelesaian :400 m/det V=00,1 m

VP x

= 400 m/det = 0,1 m

a) b) c) d)

a F t I

= ....... ? = ....... ? = ....... ? = ....... ?

a) Vt = Vo at 0 = 400 at

x = Vot at2 0,1 = 400 t . 400 t 0,1 = 200 t

at = 400 t =400 a

at = 400 400 a = t 400 a = 5.10 4 a = 8 . 105 ms-2

b) F = m . a = 0,05 . 8 . 105 = 4 . 104 N

c) t d) I

=

0,1 200

5 . 10-4 det

= F.(t = 4 . 104 . 5 . 10-4 = 20 newton det

4. Sebuah balok yang massanya 10 kg mula-mula diam di atas permukaan horizontal tanpa gesekan. Suatu gaya yang arahnya horizontal, F bekerja pada balok itu, besarnya gaya berubah setiap saat dinyatakan oleh persamaan F(A) = 103 t + 10 di mana F dinyatakan dalam Newton dan A dalam detik. a) b) c) Berapa impuls pada balok bila gaya bekerja selama 0,1 detik? Berapa kecepatan balok tersebut saat itu? Bila gaya F bekerja selama t = 5 detik, berapa kecepatannya saat itu?

Penyelesaian : m F(t) = = 10 kg 103 t + 10

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.a) I = F dt = (103 t + 10) dt = 103 . t2 + 10 t = 103 . (0,1)2 + 10 . 0,1 = 5+1 I = 6 newton det

b)

Impuls F dt 6

= perubahan momentum = mHV = 10 V(0,1) V(0,1) = 0,6 m/det

c)

F selama 5 detik m dV m V(t) m V(5) = F dV = 103 . t2 + 10 t = 500 t2 + 10 t = 500 t2 + 10 t = 500 . 25 + 50 m V(5) V(5) = 12550 =12550 10

=

1255 m/det

Kerja Berpasangan Kerjakan soal-soal berikut bersama teman sebangkumu!

1. Sebuah tongkat menyodok bola billiard dengan gaya 80 N selama selang waktu 0,5 S. Jika massa bola adalah 200 gram. Tentukan kelajuan bola sesaat setelah disodok. 2. Seorang pemain bola Volley memukul bola hingga bola menyentuh lantai dengan kelajuan 72 km/jam membentuk sudut 370 terhadap lantai dan dipantulkan oleh lantai dengan kecepatan yang sama dengan arah ke atas membentuk sudut 530 terhadap garis vertikal. tentukan: a. Momentum bila ketika menyentuh lantai untuk komponen mendatar dan vertikal. b. Perubahan momentum bola pada komponen mendatar dan vertical. c. Gaya yang diberikan bola pada lantai jika bola dan lantai bersentuhan selama 0,5 S 3. Sebuah bola 400 gram bergerak dengan laju 50 m/s dan kemudian dihantam pemukul hingga arahnya berbalik dengan kelajuan 70 m/s. Tentukan : a. Impuls pada bola Jika massa bola 800 gram,

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.b. Gaya yang diberikan pemukul pada bola, jika bola bersentuhan dengan pemukul selama 20 ms.

Kerja Mandiri Kerjakan soal-soal berikut dengan benar!

1. Seorang pemain volley memukul bola dengan Impuls 500 N.s. Jika tangan dan bola bersentuhan selama 0,5 sekon tentukan gaya yang diberikan kepada bola! 2. Sebuah roket menembakkan bahan bakar, hingga memperoleh Impuls 1,5.107 Ns. Tentukan gaya dorong yang diperoleh roket setiap 0,5 sekon! 3. Sebuah gola golf mula-mula dalam keadaan diam kemudian dipukul dengan gaya 250 N. Jika bola dengan tongkat pemukul bersentuhan selama 2 sekon tentukan Impuls yang diberikan pemukul pada bola! 4. Seorang pemain bola sodok menyodok bola dengan gaya 40 N. Jika Impuls yang terjadi adalah 20 Ns, tentukan berapa lama bola bersentuhan dengan stik!

C. Hukum Kekekalan Momentum

Kekekalan momentum menyatakan bahwa jika gaya bersih yang bekerja pada suatu sistem adalah nol, momentum linear total suatu sistem akan tetap konstan. Sehingga, momentum benda sebelum tumbukan sama dengan momentum benda setelah tumbukan. p1 + p2 sebelum Sebelum tumbukan VA AB V FBA

=

p1 + p2 sesudah

VB

Selama tumbukan AB

FAB VAd VBd B

Sesudah tumbukan A

Kekekalan impuls: Aksi FAB (t (mB VBd - mB VB) mA VA + mB VB = = = = - reaksi - FBA (t - (mA VAd - mA VA) mA VAd + mB VBd

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Contoh

peristiwa yang menunjukkan hukum kekekalan momentum adalah adanya

momentum suatu granat sebelum meledak sama dengan jumlah momentum seluruh pecahan granat setelah meledak.

Contoh : 1. Sebuah peluru dari 0,03 kg ditembakkan dengan kecepatan 600m pada sepotong det

kayu dari 3,57 kg yang digantungkan pada seutas tali. Jika ternyata pelurunya masuk ke dalam kayu. Hitunglah kecepatan kayu sesaat setelah peluru tersebut mengenainya! Penyelesaian : Jawab : mP VP + mk Vk 0,03 . 600 + 3,57 . 0 18 V = = = = (mP + mk) V (0,03 + 3,57) V 3,6 V 5m det

2. Seorang yang massanya 70 kg berdiri di atas lantai yang licin, menembak dengan senapan yang massanya 5 kg. Peluru yang massanya 0,05 kg meluncur dengan kecepatan 300m . det

d) Berapa kecepatan mundur orang itu sesaat setelah menembak? e) Hitunglah kecepatan kayu sesaat setelah ditembus peluru (peluru tepat bersarang dalam kayu)!

Penyelesaian : a) mo Vo + ms Vs + mp Vp 0 + 0 + 0 -15 Vd b) mp Vp + mk Vk 0,05 . 300 + 0 15 Vd = = = = = = = = mo Vod + ms Vsd + mp Vpd 70 . Vod + 5Vsd + 0,05 . 300 75 Vd 15 75

=

- 0,2 m/det

mp Vpd + mk Vkd 0,05 Vpd + 1,95 Vkd 2 Vd 7,5 m/det

Ker

Click here to load reader

Embed Size (px)
Recommended