Suatu penerapan hukum fisika yang begitu hebat, adalah roket, yang didasari atas hukum ketiga Newton, dan penerapan impuls dan momentum. Dengan semua hal di atas roket dapat bergerak melawan gravitasi bumi.

 

1.        Konsep Impuls

 

Apakah yang menyebabkan suatu benda diam menjadi bergerak? Telah kita ketahui adalah gaya. Bola diam yang bergerak ketika gaya tendangan anda bekerja pada bola. Gaya tendangan anda pada bola termasuk gaya kontak yang bekerja hanya dalam waktu singkat. Gaya seperti itu disebut gaya impulsif. Jadi gaya impulsif mengawali suatu percepatan dan menyebabkan bola bergerak cepat dan makin cepat. Ketika kaki menendang bola adalah terdapat selang waktu kontak antara permukaan kaki dengan permukaan kontak, yang selanjutnya disebut selang waktu kontak singkat (Δt) .

  

 

Gambar 6.1 Impuls ketika gaya tendangan anda bekerja pada bola

 

Hasil kali antara gaya impulsif F dengan selang waktu kontak (Δt) disebut besaran impuls dan diberi lambang I.

 

               I = F. Δt

 

 

Impuls termasuk besaran vektor. Arah impuls I searah dengan arah gaya impulsif F.

 

2.        Konsep Momentum

 

Dalam fisika momentum didefinisikan sebagai ukuran kesukaran untuk menghentikan suatu benda. Jika ada dua benda bergerak bersama-sama, kita akan lebih sukar menghentikan benda yang massa dan kecepatannya lebih besar dibandingkan dengan yang massa dan kecepatannya kecil. Momentum dirumuskan sebagai hasil kali antara massa dan kecepatan.

 

                       p = m.v

 

 

Momentum merupakan besaran vektor, arah momentum searah dengan arah kecepatannya.

 

Hubungan Antara Impuls dan Momentum

 

Hukum II Newton menyatakan, jika suatu benda yang bergerak dikenai gaya maka benda itu akan mengalami percepatan

F = m a.

 

Jika nilai F ini disubstitusikan pada persamaan impuls, maka:

 

I = F .Δt

I = m a .Δt

I = m Δv

I = m (v2 – v1)

I = p2 – p1

I = Δ p

 

Persamaan diatas menyatakan bahwa impuls yang diberikan akan menyebabkan perubahan kecepatan suatu benda, hingga akhirnya menyebabkan perubahan momentum.

 

IMPULS = PERUBAHAN MOMENTUM

 

Aplikasi Impuls dan Momentum Dalam Kehidupan Sehari-hari:

1.     Sabuk pengaman pada mobil.

2.     Sarung Tinju.

3.     Helm.

4.     Matras

5.     Palu

Semua contoh diatas bertujuan memperkecil atau memperbesar gaya impuls dengan memperlama atau mempersingkat waktu kontak.

 

3.        Hukum Kekekalan Momentum

 

“ Dalam peristiwa tumbukan, momentum total sistem sesaat sebelum tumbukan sama dengan momentum total sistem sesaat setelah tumbukan, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem ”.

Formula hukum kekekalan momentum di atas dinyatakan oleh

 

 

Tumbukan

 

Pada setiap jenis tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum tetapi tidak selalu berlaku hukum kekekalan energi mekanik, sebab sebagian energi mungkin diubah menjadi energi bentuk lain, misalnya panas atau bunyi, akibat tumbukan atau terjadi perubahan bentuk benda.

Besarnya koefisien restitusi (e) untuk semua jenis tumbukan berlaku :

                                   

 

 

dengan:

v’A; v’B= kecepatan benda A dan B setelah tumbukan

vA ; vB = kecepatan benda A dan B sebelum tumbukan

 

Macam tumbukan yaitu:

1.     Tumbukan elastis sempurna, yaitu tumbukan yang tak mengalami perubahan energi. Koefisien restitusi e = 1, berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi mekanik (karena pada kedudukan/posisi sama, maka yang diperhitungkan hanya energi kinetiknya)

2.     Tumbukan elastis sebagian, yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik sebab ada sebagian energi yang diubah dalam bentuk lain, misalnya panas. Koefisien restitusi 0 < e < 1.

3.     Tumbukan tidak elastis , yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik dan kedua benda setelah tumbukan melekat dan bergerak bersama-sama. Koefisien restitusi e = 0.

Comments powered by CComment