2.7 Momentum, Impuls, dan Tumbukan
2.7.1 Momentum dan Impuls
Setiap benda yang bergerak pasti memiliki momentum. “Momentum sebuah partikel
didefinisiskan sebagai hasil kali massa dan kecepatannya” Tipler, 1998:219. Kecepatan merupakan besaran vektor, maka momentum juga termasuk
besaran vektor yang arahnya sama dengan arah kecepatan benda. Secara matematis, persamaan momentum dapat ditulis sebagai berikut :
p = mv 2.1
Impuls benda didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan selang waktu t
gaya itu bekerja pada benda. “Gaya yang bekerja biasanya sangt besar dan bekerja pada waktu yang sangat singkat” Tipler, 1998:242. Impuls temasuk
besaran vektor yang arahnya sama dengan arah gaya. Untuk menghitung besar impuls dalam satu arah dapat menggunakan persamaan berikut:
I = F t
2.2
2.7.2 Hubungan Impuls dengan Momentum
Sebuah benda yang massanya m mula-mula bergerak dengan kecepatan v
o
.
Kemudian dalam selang waktu t kecepatan benda tersebut berubah menjadi v
t
. Menurut hukum II Newton, jika benda menerima gaya yang searah dengan
gerak benda, maka benda akan dipercepat. Percepatan rata- rata yang disebabkan oleh gaya F sebagai berikut:
= dimana
= 2.3
= 2.4
F. t = mv
t
– mv
o
2.5 Jadi:
I = mv
t
– v
o
2.6
sehingga I = p
t
–p
o
= p
2.7 Dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa untuk menghitung
impuls dapat dicari dengan menghitung perubahan momentum benda, p. 2.7.3
Hukum Kekekalan Momentum
Dua buah bola bergerak berlawanan arah dan saling mendekati. Bola pertama massanya m
1
, bergerak dengan kecepatan v
1
. Sedangkan bola kedua massanya m
2
bergerak dengan kecepatan v
2
. Jika kedua bola berada pada lintasan yang sama dan lurus, maka pada suatu saat kedua bola akan bertabrakan.
m
1
v
1
m
2
v
2
tabrakantumbukan
m
1
v’
1
m
2
v’
2
Gambar 2.2 Tumbukan dua buah benda Dengan memperhatikan analisis gaya tumbukan bola pada gambar diatas
ternyata sesuai dengan pernyataan hukum III Newton. Kedua bola akan saling menekan dengan gaya F yang sama besar, tetapi arahnya berlawanan.
Akibat adanya gaya aksi dan reaksi dalam selang waktu t tersebut, kedua bola akan saling melepaskan diri dengan kecepatan masing-masing sebesar
F
aksi
= -F
reaksi
2.8 F
1
= -F
2
2.9
Impuls yang terjadi selama interval waktu t adalah F
1
t = - F
2
t. Kita tahu bahwa =
t = p , maka persamaannya menjadi seperti berikut: = -
p
2
2.10 m
1
v
1
– m
1
v
1
= - m
2
v
2
– m
2
v
2
2.11 m
1
v
1
+ m
2
v
2
= m
1
v
1
+ m
2
v
2
2.12 Dapat diketahui bahwa jumlah momentum awal = jumlah momentum
akhir. Hasil ini dikenal sebagai hukum kekekalan momentum. Menurut Tipler 1998: 221 hukum kekekalan momentum berbunyi: jika gaya eksternal pada
suatu sistem nol, maka momentum total sistem tetap konstan.
2.7.4 Tumbukan
Berdasarkan sifat kelentingan atau elastisitas benda yang bertumbukan, tumbukan dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu tumbukan lenting sempurna,
tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali. Dua buah benda dikatakan mengalami tumbukan lenting sempurna jika
pada tumbukan itu tidak terjadi kehilangan energi kinetik. Jadi, energi kinetik total kedua benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap. Oleh karena
itu, pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik Surya, 2003:50-51.
Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, terjadi kehilangan energi kinetik sehingga hukum kekekalan energi mekanik tidak berlaku. Pada
tumbukan jenis ini, kecepatan benda-benda sesudah tumbukan sama besar. Kebanyakan benda-benda yang ada di alam mengalami tumbukan lenting
sebagian, di mana energi kinetik berkurang selama tumbukan. Oleh karena itu,
hukum kekekalan energi mekanik tidak berlaku. Besarnya kecepatan relatif juga berkurang dengan suatu faktor tertentu yang disebut koefisien restitusi. Bila
koefisien restitusi dinyatakan dengan huruf e, maka derajat berkurangnya kecepatan relatif benda setelah tumbukan dirumuskan sebagai berikut:
e = - 2.13
Nilai restitusi berkisar antara 0 dan 1 0 e 1 . Untuk tumbukan lenting sempurna, nilai e = 1. Untuk tumbukan tidak lenting nilai e = 0.Sedangkan untuk
tumbukan lenting sebagian mempunyai nilai e antara 0 dan 1 0 e 1.
2.8 Hipotesis
Hipotesis penelitian ini adalah sebagai berikut:
1 = tidak ada peningkatan minat siswa setelah diberikan
pembelajaran dengan metode Learning Start With A Question. = ada peningkatan minat siswa setelah diberikan pembelajaran dengan
metode Learning Start With A Question. 2
= tidak ada peningkatan hasil belajar siswa setelah diberikan pembelajaran dengan metode Learning Start With A Question.
= ada peningkatan hasil belajar siswa setelah diberikan pembelajaran dengan metode Learning Start With A Question.
Kategori