Hukum Kekekalan Momentum Linear
Fisika SMAMA XI
128
Penyelesaian : Diketahui :
m
p
= 0,01 kg
m
b
= 0,4 kg
p
= 400 mdet
b
= 0 mdet
Jawab : a.
Kecepatan akhir balok dapat kita cari dengan menggunakan Persamaan 8.
Momentum awal = momentum balok mula + momentum peluru
mula = 0,01 kg 400 mdet + 0,4 kg0
= 4 kg mdet Momentum akhir = momentum balok akhir + momentum peluru
akhir. Karena peluru menancap pada balok maka kecepatan mereka sama
sehingga momentum akhir
= 0,01 kg + 0,4 kg c mdet
p
1
+ p
2
= p
1
c + p
2
c 4
= 0,4 c
c = 103 mdet
Kecepatan akhir balok dan perluru adalah 103 mdet, arahnya searah dengan kecepatan peluru mula-mula.
b. Energi mekanik awal
Energi mekanik dalam hal ini adalah energi kinetik, energi potensial tidak berubah karena benda tidak bergerak naik ataupun turun.
Tenaga kinetik awal : K
= K
peluru
+ K
balok
= 0,01 kg u 400 mdet
2
+ 0 = 800 J
Tenaga kinetik akhir : K
= K
peluru
+ K
balok
= 0,01 + 0,4 kg u 103 mdet
2
+ 0 = 2175 J
Tampak bahwa energi kinetiknya menjadi berkurang.
129
Fisika SMAMA XI
Contoh Soal 5
Seorang nelayan bermassa 80 kg melompat keluar dari perahu yang bermassa 250 kg yang mula-mula diam. Jika kecepatan nelayan 7,5 mdet
ke kanan, berapakah kecepatan perahu setelah nelayan tadi meloncat? Penyelesaian :
Diketahui :
m
perahu
= 250 kg m
nelayan
= 80 kg v
perahu
= 0 v
nelayan
= 7,5 mdet Ditanyakan : v
perahu
? Jawab
: hukum kekekalan momentum
p
1
+ p
2
= p
1
c + p
2
c , arah ke kanan kita anggap arah + 2500 + 800 = 250
c + 807,5 c =
= –2,4 mdet Kecepatan perahu negatif, perahu bergerak berlawanan dengan arah gerak
nelayan dengan kelajuan 2,4 mdet perahu bergerak ke kiri.
Sebuah peluru bermassa 6 kg ditembakkan dengan sudut 60° terhadap sumbu mendatar, dengan kelajuan awal 40 mdet. Pada saat peluru
mencapai ketinggian maksimal peluru meledak menjadi dua dengan massa masing-masing 2 kg dan 4 kg. Pecahan bergerak horisontal tepat setelah
terjadi ledakan. Pecahan yang bermassa 2 kg mendarat tepat di tempat peluru diluncurkan a Di mana pecahan peluru yang lainnya mendarat?
b Hitunglah tenaga kinetik peluru tepat sebelum ledakan dan tepat setelah ledakan.
Penyelesaian : Diketahui :
m
peluru
= 6 kg sudut tembakan
= 60° = 40 mdet
m
1
’ = 2 kg
m
2
’ = 4 kg
Contoh Soal 6
Fisika SMAMA XI
130
Jawab : Peluru memecah saat mencapai tinggi maksimal. Maka saat pecah
kecepatan peluru ke arah sumbu x atau mendatar dengan kecepatan
=
o
cos 60° = 40 ms . 0,5
= 20 ms Pecahan peluru pertama kembali ke tempat peluru diluncurkan, maka
kecepatan peluru sama dengan kecepatan semula. Tepat setelah ledakan kelajuan peluru = 20 mdet ke arah berlawanan arah semula atau negatif.
Peluru kedua bergerak dengan kecepatan
2
c. Hukum kekekalan momen- tum berlaku karena total gaya ke arah sumbu x adalah 0. Tidak ada gaya
pada sumbu x. Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum : p
1
+ p
2
= p
1
c + p
2
c 620
= 2–20 + 4
2
c
2
c =
= 40 mdet Tepat saat pecah pecahan peluru kedua bergerak dengan kecepatan
40 mdet ke kanan. Tenaga kinetik tepat sebelum ledakan :
K = m
peluru 2
= 620
2
= 1200 J Tenaga kinetik tepat setelah ledakan :
K = K
peluru 1
+ K
peluru 2
= 220 + 440 = 3600 J
Setelah meledak tenaga kinetik menjadi 3600 J. Bagaimana dengan arah ke bawah? Tepat setelah tembakan kecepatan ke
arah bawah adalah 0. Pada arah ke bawah terdapat gaya luar yaitu gaya gravitasi, dengan demikian hukum kekekalan momentum tidak berlaku.
131
Fisika SMAMA XI
Bentuklah kelompok belajar yang terdiri atas 4 - 5 siswa usahakan yang berbeda jenis kelamin untuk belajar berbaur.
Setelah kalian mempelajari hukum kekekalan momentum linear, apakah kalian mempunyai rencana untuk menerapkannya? Jika ya, itu bagus.
Coba terapkan dalam kegiatan bisnis yang menguntungkan. Jika menemui kesulitan, berkonsultasilah kepada guru kalian