PENEREPAN IMPULS DAN
MOMENTUM DALAM
KEHIDUPAN SEHARI-HARI
OLEH
NAMA : MARIA ORLANDINA MENI
NIM : 1301053073
SEMESTER : VII (TUJUH)
PRODI : PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN
ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS NUSA
CENDANA
KUPANG
2017
KATA PENGENTAR
Puji syukur penulis panjatkan kedepan hadirat Tuhan
yang maha Esa karena atas berkat perlindungannya sehingga penulis dapat
menyelesaiakan karya tulis ini dengan baik, yang berjudul “penerapan impuls dan
momentum dalam kehidupan sehari-hari”.
Penulis juga
mengucapkan terimakasih kepada MARSI BANI selaku dosen pembimbing, yang telah membimbing penulis demi
terselesainya makalah ini.
Penulis
mengharapkan makalah ini dapat bermanfaat dan dapat diterima pembaca dengan senang hati. Penulis
menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran pembaca demi
kesempurnaan makalah ini.
DAFTAR ISI
Halaman Judul.....................................................................................................................
Lembar
Pengesahan.............................................................................................................i
Kata Pengantar....................................................................................................................ii
Daftar
Isi...............................................................................................................................iii
Ringkasan.............................................................................................................................iv
A. Pendahuluan.....................................................................................................................1
1. Latar
Belakang.....................................................................................................1
2. Tujuan
dan
Manfaat.............................................................................................2
3. Metodelogi
Penelitian.........................................................................................2
B. Kajian
pustaka..................................................................................................................3
C. Analisis
dan sintesis.........................................................................................................20
D. Simpulan
dan
Saran..........................................................................................................21
DAFTAR PUSTAKA
A.
PENDAHULUAN
1.
Latar
Belakang
Pelajaran
Fisika tidak harus selalu dengan rumus-rumus saja. Tanpa kita sadari, kegiatan
kita sehari-hari juga memanfaatkan sistem kerja rumus fisika. Seperti mengendarai
motor ke sekolah saja, kita memakai 2 teori fisika. Pertama, energy kinetik
yang membuat motor bisa berjalan. Kedua, saat kita mengerem menggunakan gaya
pegas agar motor bisa berhenti dan tidak menabrak.
Pada
kesempatan ini, akan dibahas penerapan teori Impuls dan Momentum dalam
kehidupan sehari-hari. Dalam makalah ini juga terdapat beberapa ilustrasi agar
memudahkan pemahaman kita. Ada pula latihan-latihan soal yang mempergunakan
rumus-rumus Impuls dan Momentum.
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 lurus.
Pernahkah
kita 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. Dalam ilmu fisika terdapat dua jenis momentum yakni momentum
linear dan momentum sudut. Kadang-kadang momentum linear disingkat
2.
Tujuan
dan manfaat
Adapun tujuan dan manfaat dari penulisan
karya tulis ini yaitu sebagai berikut:
a. Tujuan
Tujun
dari penulisan ini, yaitu agar dapat mengerti dan memehami, apa saja penerapan
impuls dan momentum dalam kehidupan sehari-hari.
b. Manfaat
Manfaat dari penulisan ini, agar dapat mengetahui penggunaan impuls dan
momentum yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
3.
Metodelogi
Penelitian
Penelitian
ini di lakukan sesuai dengan keadaan ataupun kemampuan dasar yang di miliki
penulis, sebagai landasan bahawa dalam kehidupan sehari-sehari tanpa disadari
kita memanfaat rumus fisika seperti yang akan di jelaskan pada kajian teori
beserta pembahasannya.
A.
KAJIAN
PUSTAKA
A.
Kajian
teori
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.
1.
PENGERTIAN MOMENTUM
Momentum adalah ukuran kesukaan untuk memberhentikan suatu benda, dan
didefinisikan sebagai hasil kali antara massa dan kecepatan. Secara matematis
dapat dituliskan sebagai berikut :
P = m.v
Keterangan
·
P = momentum(kg.m/s)
·
M=massa(kg)
·
V=kecepatan(m/s)
Momentum
disebut juga dengan pusa sehingga dilambangkan p. Momentum suatu benda (P) yang bermassa m
dan bergerak dengan kecepatan v diartikan sebagai :
Massa yang merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan merupakan
besaran vektor. Perkalian antara besaran skalar dengan besaran vektor akan
menghasilkan besaran vektor. Jadi, momentum merupakan besaran vektor.
Arah momentum searah dengan arah kecepatan.
Momentum sebuah partikel dapat dipandang sebagai ukuran kesulitan untuk
mendiamkan benda. Sebagai contoh, sebuah truk berat mempunyai momentum yang
lebih besar dibandingkan mobil yang ringan yang bergerak dengan kelajuan yang
sama. Gaya yang lebih besar dibutuhkan untuk menghentikan truk tersebut
dibandingkan dengan mobil yang ringan dalam waktu tertentu.
2.
HUBUNGAN MOMENTUM DAN IMPULS
Apa itu Impuls ?
Apa yang menyebabkan suatu benda diam menjadi gerak? Anda telah
mengetahuinya, yaitu gaya. Bola yang diam bergerak ketika gaya tendangan Anda
bekerja pada bola. Gaya tendangan Anda pada bola termasuk gaya kontak yang
bekerja dalam waktu yang singkat. Gaya seperti ini disebut gaya implusif. Jadi,
gaya implusif mengawali suatu percepatan dan menyebabkan bola bergerak cepat
dan makin cepat. Gaya implusif mulai dari nilai nol pada saat t min, bertambah
nilainya secara cepat ke suatu nilai puncak, dan turun drastic secara cepat ke
nol pada saat t maks.
Impuls
= F .Δt
Apakah impuls termasuk besaran scalar atau vector ? Impuls adalah hasil
kali antara besaran vector gaya F dengan besaran scalar selang waktu t,
sehingga impuls termasuk besaran vector. Arah impuls I searah dengan arah gaya
implusifF.
Impuls yang
dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda
itu, yaitu beda antara momentum akhir dengan momentum awalnya.
|
Teorema
impuls-momentum adalah:
Momentum benda erat kaitannya dengan gaya. Artinya,untuk memperbesar atau memperkecil nilai
momentum dibutuhkan gaya. Berdasarkanhukum newton II :
ž ∑F
= m . a
=
m . a, sedangkan m . Δv = Δp sehingga :
ž ∑F
= , rumus tersebut dapat
di ubah menjadi :
ž ∑F . Δt = Δp
ž I = Δp ,
sehingga dapat dikatakan bahwa impuls sama dengan perubahan
momentum.
3.
PENGERTIAN IMPULS DAN MOMENTUM LINEAR
Impuls
•
Hasil kali gaya dengan selang waktu singkat bekerjanya gaya terhadap
bendayang menyebabkan perubahan
momentum.
Momentum
•
Ukuran kesukaran untuk memberhentiikan suatu benda yang
sedang bergerak.Makin sukar memberhentikannya, makin besar momentumnya. Momentum
Disebabkan adanya impuls serta Besar dan arahnya = besar dan arah impuls
Dalam
ilmu fisika terdapat dua jenis momentum yakni momentum linear dan momentum
sudut. Kadang-kadang momentum linear disingkat momentum.
Dirimu jangan bingung ketika membaca buku pelajaran fisika yang hanya menulis
“momentum”. Yang dimaksudkan buku itu adalah momentum linear. Seperti pada
gerak lurus, kita seringkali hanya menyebut kecepatan linear dengan
“kecepatan”. Tetapi yang kita maksudkan sebenarnya adalah “kecepatan linear”.
Momentum linear merupakan momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada
lintasan lurus, sedangkan momentum sudut dimiliki benda-benda yang bergerak
pada lintasan melingkar.
Momentum
suatu benda didefinisikan sebagai hasil kali massa benda dengan kecepatan gerak
benda tersebut
p
= m .v atau P = m.v1– m.v0
Apabila pada t1 kecepatan v1 dan
pada t2 kecepatan adalah v2 maka :
F (T1 − T2) = m.v2– m.v1
P adalah lambang momentum, m
adalah massa benda dan v adalah kecepatan benda. Sedangkan T
adalah aksi gaya. Momentum merupakan besaran vektor, jadi selain mempunyai
besar alias nilai, momentum juga mempunyai arah.
Besar
momentum p = mv. Terus arah momentum
bagaimana-kah ? arah momentum sama dengan arah kecepatan. Misalnya sebuah mobil
bergerak ke timur, maka arah momentum adalah timur, tapi kalau mobilnya
bergerak ke selatan maka arah momentum adalah selatan. Bagaimana
dengan satuan momentum ? karena p = mv, di mana satuan m = kg dan
satuan v = m/s, maka satuan momentum adalah kg m/s.
Dari persamaan di atas, tampak bahwa momentum (p)
berbanding lurus dengan massa (m) dan kecepatan (v). Semakin
besar kecepatan benda, maka semakin besar juga momentum sebuah benda. Demikian juga, semakin besar massa
sebuah benda, maka momentum benda tersebut juga bertambah besar. Perlu anda
ingat bahwa momentum adalah hasil kali antara massa dan kecepatan. Jadi walaupun seorang berbadan
gendut, momentum orang tersebut = 0 apabila dia diam alias tidak bergerak. Jadi
momentum suatu benda selalu dihubungkan dengan massa dan kecepatan benda
tersebut. kita tidak bisa meninjau momentum suatu benda hanya berdasarkan massa
atau kecepatannya saja.
Jika Partikel dengan massa m
bergerak sepanjang garis lurus, gaya F pada partikel dianggap tetap dengan arah
sejajar gerak partikel jadi Jika kecepatan (v) partikel
pada t =0 adalah Vo maka kecepatan pada waktu t
adalah
V
= Vo + at
(
V = Vo + at ) m
Vm
= Vo. m + M.at
Vm
= Vo.m + F.t
m.V
– m.Vo = F.t
Perubahan
momentum linear = m.v – m.Vo
Impuls
gaya = F.t
Dalam suatu tumbukan, misalnya bola
yang dihantam tongkat pemukul, tongkat bersentuhan dengan bola hanya dalam
waktu yang sangat singkat, sedangkan pada waktu tersebut tongkat memberikan
gaya yang sangat besar pada bola. Gaya yang cukup besar dan terjadi dalam waktu
yang relatif singkat ini disebut gaya impulsif.
Tampak bahwa gaya impulsif tersebut
tidak konstan. Dari hukum ke-2 Newton diperoleh
F
= dp/dt
∫
F dt = ∫ dp
I
= F dt = p = Impuls
Jika
dilihat dengan grafik, impuls dapat dicari dengan menghitung luas daerah di
bawah kurva F(t) (yang diarsir). Bila dibuat pendekatan bahwa gaya tersebut
konstan, yaitu dari harga rata-ratanya, Fr , maka:
I
= F t = ∆p
Fr=
I /t =p/∆t
“
Impuls dari sebuah gaya sama dengan perubahan momentum partikel “.
Ø Hubungan momentum dengan hukum ii
newton
Pada
pokok bahasan Hukum II Newton, kita telah belajar bahwa jika ada gaya
total yang bekerja pada benda maka benda tersebut akan mengalami percepatan, di
mana arah percepatan benda sama dengan arah gaya total. Jika dirimu masih
bingung dengan Hukum II warisan Newton, sebaiknya segera meluncur ke TKP dan
pelajari dulu. Nah, apa hubungan antara hukum II Newton dengan momentum ?
yang benar, bukan hubungan antara Hukum II Newton dengan momentum tetapi
hubungan antara gaya total dengan momentum.
Sekarang pahami penjelasan berikut ini.
Misalnya
ketika sebuah mobil bergerak di jalan dengan kecepatan tertentu, mobil tersebut
memiliki momentum. Nah, untuk mengurangi kecepatan mobil pasti
dibutuhkan gaya (dalam hal ini gaya gesekan antara kampas dan ban ketika
mobil direm). Ketika kecepatan mobil berkurang (v makin kecil), momentum
mobil juga berkurang. Demikian juga sebaliknya, sebuah mobil yang sedang diam
akan bergerak jika ada gaya total yang bekerja pada mobil tersebut (dalam
hal ini gaya dorong yang dihasilkan oleh mesin).Ketika mobil masih diam,
momentum mobil = 0. pada saat mobil mulai bergerak dengan kecepatan tertentu,
mobil tersebut memiliki momentum. Jadi kita bias mengatakan bahwa perubahan
momentum mobil disebabkan oleh gaya total. Dengan kata lain, laju
perubahan momentum suatu benda sama dengan gaya total yang bekerja pada benda
tersebut. Ini adalah hukum II Newton dalam bentuk momentum.
Newton
pada mulanya menyatakan hukum II newton dalam bentuk momentum. Hanya Hukum II
Newton yang menyebut hasil kali mv sebagai “kuantitas gerak”, bukan momentum.
Secara matematis, versi momentum
dari Hukum II Newton dapat dinyatakan dengan persamaan :
∑F=
∆p∆t
∑F=
gaya total yang bekerja pada benda
∆p
= perubahan momentum
∆t
= selang waktu perubahan momentum
Catatan
= lambang momentum adalah p kecil, bukan P besar. Kalau P besar itu lambang daya. p dicetak tebal karena
momentum adalah besaran vektor.
Dari
persamaan ini, kita bisa menurunkan persamaan Hukum II Newton “yang sebenarnya”
untuk kasus massa benda konstan alias tetap.Sekarang kita tulis kembali
persamaan di atas :
∑F=
∆p∆t
Jika Vo = kecepatan awal, Vt =
kecepatan akhir, maka persamaan di atas akan menjadi :
∑F=
mvt-mv∆t₀
∑F=
m(vt-v)∆t₀
∑F=
∆v∆t
∑F=
ma
ini
adalah persamaan Hukum II Newton untuk kasus massa benda tetap, yang sudah kita
pelajari pada pokok bahasan Hukum II Newton. Di atas sebagai Hukum II Newton “yang
sebenarnya”.
Terus
apa bedanya penggunaan hukum II Newton “yang sebenarnya” dengan hukum II Newton
versi momentum ? Hukum II Newton versi momentum di atas lebih bersifat umum,
sedangkan Hukum II Newton “yang sebenarnya” hanya bisa digunakan untuk kasus
massa benda tetap. Jadi ketika menganalisis hubungan antara gaya dan gerak
benda, di mana massa benda konstan, kita bisa menggunakan Hukum II Newton “yang
sebenarnya”, tapi tidak menutup kemungkinan untuk menggunakan Hukum II Newton
versi momentum. Ketika kita meninjau benda yang massa-nya tidak tetap alias
berubah, kita tidak bisa menggunakan Hukum II Newton “yang sebenarnya” (F =
ma). Kita hanya bisa menggunakan Hukum II Newton versi momentum. Contohnya
roket yang meluncur ke ruang angkasa. Massa roket akan berkurang ketika bahan
bakarnya berkurang atau habis.
Ø hubungan momentum linear dan impuls
Ketika
terjadi tumbukan, gaya meningkat dari nol pada saat terjadi kontak dan menjadi
nilai yang sangat besar dalam waktu yang sangat singkat. Setelah turun secara
drastis menjadi nol kembali. Ini yang membuat tangan terasa lebih sakit ketika
dipukul sangat cepat (waktu kontak antara jari pemukul dan tangan yang dipukul
sangat singkat).Hukum II Newton versi momentum yang telah kita turunkan di atas
menyatakan bahwa laju perubahan momentum suatu benda sama dengan gaya total
yang bekerja pada benda tersebut. Besar gaya yang bekerja pada benda yang
bertumbukan dinyatakan dengan persamaan :Ingat bahwa impuls diartikan sebagai
gaya yang bekerja pada benda dalam waktu yang sangat singkat. Konsep impuls
membantu kita ketika meninjau gaya-gaya yang bekerja pada benda dalam selang
waktu yang sangat singkat. Misalnya ketika ronaldinho menendang bola sepak,
atau ketika tanganmu dipukul dengan cepat.
Ø Hubungan momentum linear dan
tumbukan
Sekarang
coba dirimu bandingkan, bagaimana akibat yang ditimbulkan dari tabrakan antara
dua sepeda motor dan tabrakan antara sepeda motor dengan mobil ? anggap saja
kendaraan tersebut bergerak dengan laju sama. Tentu saja tabrakan antara sepeda
motor dan mobil lebih fatal akibatnya dibandingkan dengan tabrakan antara dua
sepeda motor. Kalo ga percaya silahkan buktikan Massa mobil jauh lebih besar
dari massa sepeda motor, sehingga ketika mobil bergerak, momentum mobil
tersebut lebih besar dibandingkan dengan momentum sepeda motor. Ketika mobil
dan sepeda motor bertabrakan alias bertumbukan, maka pasti sepeda motor yang
terpental. Bisa anda bayangkan, apa yang terjadi jika mobil bergerak sangat
kencang (v sangat besar) ? Kita bisa mengatakan bahwa makin besar momentum yang
dimiliki oleh sebuah benda, semakin besar efek yang timbulkan ketika benda
tersebut bertumbukkan.
Ø Kekalan momentum linear
Oleh
karena masing-masing benda memberi gaya pada benda lainnya maka momentum
masing-masing benda berubah. Dalam setiap selang waktu, perubahan vector
momentum. Dua buah partikel saling bertumbukan. Pada saat bertumbukan kedua
partikel saling memberikan gaya (aksi-reaksi), F12 pada
partikel 1 oleh partikel 2 dan F21 pada partikel 2 oleh partikel 1.
Perubahan
momentum pada partikel 1 :
p12=
∫ F12 dt = Fr12 t
Perubahan
momentum pada partikel :
∆p2=
∫ F21 dt = Fr21 ∆t
Karena
F21= - F12 maka Fr21 = - Fr12 oleh
karena itu p1 = - ∆p2
Momentum
total sistem : P = p1+ p2 dan perubahan momentum
total sistem :
∆P=
p1 + ∆p2 = 0
“Jika tidak ada gaya eksternal yang
bekerja, maka tumbukan tidak mengubah momentum total sistem”.
partikel
yang satu besarnya sama dan arahnya berlawanan dengan perubahanvector momentum
partikel yang lain.
Catatan : selama tumbukan gaya eksternal
(gaya grvitasi, gaya gesek) sangat kecil dibandingkan dengan gaya impulsif,
sehingga gaya eksternal tersebut dapat diabaikan.
Ø Hukum kekalan momentum linear
Pada
pokok bahasan Momentum dan Impuls , kita telah berkenalan
dengan konsep momentum serta pengaruh momentum benda pada peristiwa tumbukan.
Pada kesempatan ini kita akan meninjau momentum benda ketika dua buah benda
saling bertumbukan. Ingat ya, momentum merupakan hasil kali antara massa benda
dengan kecepatan gerak benda tersebut. Jadi momentum suatu benda selalu
dihubungkan dengan massa dan kecepatan benda. Kita tidak bisa meninjau momentum
suatu benda hanya berdasarkan massa atau kecepatannya saja.
Hukum
Kekekalan Momentum Tidak peduli berapapun massa dan kecepatan benda yang
saling bertumbukan, ternyata momentum total sebelum tumbukan = momentum total
setelah tumbukan. Hal ini berlaku apabila tidak ada gaya luar alias gaya
eksternal total yang bekerja pada benda yang bertumbukan. Jadi analisis kita
hanya terbatas pada dua benda yang bertumbukan, tanpa ada pengaruh dari gaya
luar Sekarang perhatikan gambar di bawah ini.
Jika
dua benda yang bertumbukan diilustrasikan dengan gambar di atas, maka secara
matematis,hukum kekekalan momentum dinyatakan dengan persamaan :Momentum
sebelum tumbukan = momentum setelah tumbukan
m1v1
+ m2v2 = m1v’1 + m2v’2
Keterangan
:
m1
= massa benda 1,
m2
= massa benda 2,
v1
= kecepatan benda 1 sebelum tumbukan,
v2
= kecepatan benda 2 sebelum tumbukan,
v’=
kecepatan benda 1 setelah tumbukan,
v’2
= kecepatan benda 2 setelah tumbukan
Jika
dinyatakan dalam momentum, maka :
m1v1
= momentum benda 1 sebelum tumbukan,
m2v2
= momentum benda 2 sebelum tumbukan,
m1v’1
= momentum benda 1 setelah tumbukan,
m2v’2
= momentum benda 2 setelah tumbukan
Perlu
anda ketahui bahwa Hukum Kekekalan Momentum ditemukan melalui percobaan pada
pertengahan abad ke-17, sebelum eyang Newton merumuskan hukumnya tentang gerak
(mengenai Hukum II Newton versi momentum telah saya jelaskan pada pokok bahasan
Momentum, Tumbukan dan Impuls). Walaupun demikian, kita dapat menurunkan
persamaanHukum Kekekalan Momentum dari persamaan hukum II Newton. Yang kita
tinjau ini khusus untuk kasus tumbukan satu dimensi, seperti yang dilustrasikan
pada gambar di atas.
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:
Definisi Momentum
Definisi Momentum
¨Momentum
adalah sebuah nilai dari perkalian materi yang bermassa / memiliki bobot dengan
pergerakan / kecepatan. Dalam fisika momentum dilambangkan dengan
huruf ‘p’, secara matematis momentum dapat dirumuskan
:
p= m.v
p= m.v
Keterangan:
p = momentum,
p = momentum,
M =massa,
V =kecepatan / viscositas (dalam fluida)
Momentum akan berubah seiring dengan perubahan massa dan kecepatan. Semakin cepat pergerakan suatu materi/benda akan semakin besar juga momentumnya. Semakin besar momentum, maka semakin dahsyat kekuatan yang dimiliki oleh suatu benda. Jika materi dalam keadaan diam, maka momentumnya sama dengan nol. Sebaliknya semakin cepat pergerakannya, semakin besar juga momentumnya. (Filosofi : Jika manusia tidak mau bergerak / malas, maka hasil kerjanya sama dengan nol).
Momentum akan berubah seiring dengan perubahan massa dan kecepatan. Semakin cepat pergerakan suatu materi/benda akan semakin besar juga momentumnya. Semakin besar momentum, maka semakin dahsyat kekuatan yang dimiliki oleh suatu benda. Jika materi dalam keadaan diam, maka momentumnya sama dengan nol. Sebaliknya semakin cepat pergerakannya, semakin besar juga momentumnya. (Filosofi : Jika manusia tidak mau bergerak / malas, maka hasil kerjanya sama dengan nol).
Definisi Impuls
¨Impuls adalah selisih dari momentum
atau momentum awal dikurangi momentum akhir. Dalam Fisika impuls dilambangkan
dengan simbol / huruf "I". Secara matematis impuls dirumuskan :
I = p2 – p1 = ∆p
I = m.v2 – m.v1
I = m(v2 – v1)
I = m.∆v
Karena, m = F/a, maka :
I = F/a.∆v
I = [F/(∆v/∆t)] . ∆v
I = F . ∆t
F = I/∆t
I = impuls, p1 = momentum awal, p2 = momentum akhir, F = gaya, ∆t = waktu sentuh, ∆v = selisih kecepatan
Nah, dari rumus F = I/∆t inilah letak pemanfaatan aplikasi momentum dan impuls. Semakin kecil waktu sentuh, maka semakin besar gaya yang akan diterima benda. Semakin lama waktu sentuh, maka semakin kecil gaya yang diterima benda.
I = p2 – p1 = ∆p
I = m.v2 – m.v1
I = m(v2 – v1)
I = m.∆v
Karena, m = F/a, maka :
I = F/a.∆v
I = [F/(∆v/∆t)] . ∆v
I = F . ∆t
F = I/∆t
I = impuls, p1 = momentum awal, p2 = momentum akhir, F = gaya, ∆t = waktu sentuh, ∆v = selisih kecepatan
Nah, dari rumus F = I/∆t inilah letak pemanfaatan aplikasi momentum dan impuls. Semakin kecil waktu sentuh, maka semakin besar gaya yang akan diterima benda. Semakin lama waktu sentuh, maka semakin kecil gaya yang diterima benda.
APLIKASI IMPULS dan MOMENTUM :
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:
Apakah anda seorang karateka atau
penggemar film action? Jika kita perhatikan karateka setelah memukul lawannya dengan
cepat akan menarik tangannya. Ini dilakukan agar waktu sentuh antara tangan dan
bagian tubuh musuh relatif singkat. Hal ini berakibat musuh akan menerima gaya
lebih besar. Semakin singkat waktu sentuh, maka gaya akan semakin besar.
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 pada mobil dan sabuk
pengaman
Desain mobil yang mudah penyok tidak cukup untuk menjamin keselamatan pengemudi
pada saat tetabrak. Benturan yang keras penggemudi dengan bagian dalam mobil
dapat membahayakan keselamatan pengemudi. Untuk meminimalisir
resiko kecelakaan tersebut, pabrikan mobil ternama menydiakan balon udara
di dalam mobil (biasanya di bawah setir), 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 elastis. Sabuk pengaman juga fungsi
dan cara kerjanya sama dengan balon udara pada mobil, yakni untuk
mengurangi waktu sentuh antara pengemudi dengan dashboard mobil pada saat
bersentuhan.
4.
Sarung Tinju
Sarung
tinju yang dipakai oleh para petinju berfungsi untuk memperlama bekerjanya gaya
impuls ketika memukul lawannya, pukulan tersebut memiliki waktu kontak yang
lebih lama dibandingkan memukul tanpa sarung tinju. Karena waktu kontak lebih
lama, maka gaya yang bekerja juga semakin kecil sehingga sakit terkena pukulan
bisa dikurangi.
5.
Palu
Kepala
palu dibuat dari bahan yang keras misalnya besi atau baja. Kenapa tidak dibuat
dari kayu atau bambu ya? Kan lebih mudah mendapatkan kayu dan bambu,
nggak mahal lagi. Palu dibuat dengan bahan yang keras agar selang waktu
kontak menjadi lebih singkat, sehingga gaya yang dihassilkan lebih besar.
Jika gaya impuls besar maka paku yang dipukul dengan palu akan tertancap
lebih dalam.
5. Matras
Matras
sering dipakai ketika kita sedang berolahraga atau biasa dipakai para
pejudo. Matras dimanfaatkan untuk memperlama selang waktu bekerjanya gaya
impuls,
Sehingga
tubuh kita tidak terasa sakit ketika di banting. Bayangkanlah ketika
kita dibanting atau berbenturan dengan lantai? Hal itu di sebabkan karena
waktu kontak antara tubuh dan lantai sangat singkat..
Tapi ketika kita di banting diatas
matras maka waktu kontaknya lebih lama, dengan demikian gaya impuls yg
bekerja jg relatif lebih kecil.
Matras digunakan untuk memperlambat
waktu kontak. Waktu kontak yang relatif lebih lama menyebabkan gaya
menjadi lebih kecil sehingga tubuh kita tidak terasa sakit pada saat jatuh
atau dibanting di atas matras.
6. Helm
Kalau
kita perhatikan bagian dalam helm, pasti akan terlihat lapisan lunak. Seperti
gabus atau spons. lapisan lunak tersebut bertujuan untuk memperlama waktu
kontak seandainya kepala kita terbentur ke aspal ketika terjadi tabrakan.
Jika tidak ada lapisanlunak tersbut gaya impuls akan bekerja lebih cepat
sehingga walaupun memakai helm, kita akan pusing-pusing ketika terbentur
aspal.
7. Prinsip Kerja Roket
Dorongan
roket dan jet merupakan penerapan yang menarik dari hukum III Newton
dan Kekekalan momentum. Roket memiliki tangki yang berisi bahan bakar
hodrogen cair dan oksigen cair. Bahan bakar tersebut dibakar dalam ruang
pembakaran sehingga menghasilkan gas lalu dibuang melalui mulut pipa yang
terletak dibelakang roket.
Akibatnya
terjadi perubahan momentum pada gas selama selang waktu tertentu.
Prinsip Kerja Roket
Sebuah roket
mengandung tangki yang berisi bahan hidrogen cair dan olsigen cair. Pembakaran
bahan-bahan tersebut menghasilkan gas panas yang menyembur keluar melalui
ekor-ekor. Pada saat gas keluar dari roket terjadi perubahn momentum gas selama
waktu tertentu, sehingga menghasilkan gaya yang dikerjakan roket pada gas.
Berdasaarkan Hukum II Newton, timbul reaksi gaya yang dikerjakan gas pada roket
yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Gya inilah yang enyebabkan roket
terdorong keatas.
Prinsip terdorongnya roket memenuhi Hukum Kekekalan Momentum. Jika
mula-mula roket diam, maka momentumnya sama dengan nol, sehingga berdasarkan
Hukum Kekekalan dapat dinyatakan sebagai berikutan sebagai berikut:
m1v1+ m2v2
= 0
m1v1
=-m2v2
Kecepatan akhir
yang dicapai sebuah roket tergantung pada kecepaatan semburan gas dan jumlah
bahan bakar yang dibawanya.
B.
ANALISIS DAN SINTESIS
Momentum adalah ukuran kesukaan untuk memberhentikan suatu benda, dan
didefinisikan sebagai hasil kali antara massa dan kecepatan. Secara matematis
dapat dituliskan sebagai berikut :
P = m.v
Keterangan
·
P = momentum(kg.m/s)
·
M=massa(kg)
·
V=kecepatan(m/s).
Impuls adalah peristiwa yang bekerja pda benda dalam
waktu hanya sesaat. Atau impuls adalah peristiwa yang bekerja dalam waktu yang
singkat.
Contohnys, seperti bola yang di tending . bola tenis
di pukul karena pada saattendangan dan pukulan gaya yang bekerja sanagt
singkat.
I=f.
Keterangan
I= impuls
F= gaya(N)
= selang waktu (S)
Dalam penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari salah satunya, yaitu seperti pada mobil, 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.
C.
SIMPULAN DAN SARAN
1.
Simpulan
Pelajaran Fisika tidak harus selalu
dengan rumus-rumus saja. Tanpa kita sadari, kegiatan kita sehari-hari juga
memanfaatkan sistem kerja rumus fisika.
Setiap benda yang bergerak selalu memilki momentum, yang besarnya ,merupakan hasil kali antara massa dengan
kecepatan. Sedangkan Impuls merupakan perubahan momentum yang dialami benda,
dan didefinisikan sebagai hasil kali gya dengan selang waktu yang diperlukan.
Dalam
kehidupan sehari-hari, kita dapat menemukan aplikasi Hukum Kekekalan Momentum yang sudah banyak diterapkan
pada sarana dan prasaran kehidupan, seperti balon yang ditiup, prinsip kerja
roket.
2.
Saran
Dengan
terselesainnya makalah ini, maka penulis dapat menyarankan agar makalah ini
dapat di senangi pembaca, namun penulis menyadari bahwa makalah ini masih
sangat jauh dari kesempurnaan oleh karena kritik dan saran yang dating dari
berbagai pihak, dengan senang hati penulis menerimannya demi kesempurnaan
makalah ini.
DAFTAR PUSTKA
Tidak ada komentar:
Posting Komentar