Impuls Mikrajuddin Abdullah Fisika Dasar I 2016

Bab 6 Momentum 462 terasa. Misalkan gaya hanya berlansung dalam selang waktu  yang sangat pendek. Contoh gaya tersebut dilukiskan pada Gambar 6.14. Walaupun berlangsung dalam waktu yang sangat singkat, namun gaya tersebut sangat besar sehingga efeknya terasa. Karena efeknya terasa maka gaya tersebut masih sanggup mengubah keadaan gerak benda bahkan mengubah bentuk benda, seperti ditunjukkan pada Gambar 6.15. Contoh gaya semacam ini adalah gaya tumbukan, tabrakan antar kendaraan, sodokan pada bola billiard, pukulan pada bola golf, dan lain-lain. Umumnya gaya tersebut berlansung dalam waktu kurang dari satu detik, tetapi efeknya sangat besar. Gaya semacam ini disebut impuls.  t F  t F  t F  t F Gambar 6.14 Contoh gaya yang bekerja dalam selang waktu yang sangat pendek. Untuk mendefinisikan impuls secara kuantitatif mari kita kembali melihat hukum II Newton. Hukum tersebut dapat ditulis menjadi Bab 6 Momentum 463 dt F p d    6.35 Kita lakukan integral dari t 1 sampai t 2 sehingga diperoleh    2 1 t t dt F p   6.36 Karena gaya berlangsung sesaat, misalkan selama selang wakty t sampai t +, di mana di luar selang waktu tersebut gaya bernilai nol maka kita dapat menulis          2 1 t t t t t t dt F dt F dt F p                 2 1 t t t t t t dt dt F dt        t t dt F  Perubahan momentum dalam waktu yang sangat singkat tetapi nilainya cukup besar dinamakan impuls. Jadi, impuls didefinisikan sebagai     t t dt F I   6.37 di mana  adalah selang waktu yang sangat kecil. Bab 6 Momentum 464 edorusyanto.wordpress.com antarafoto.com Gambar 6.15 Tabrakan tumbukan kendaraan menghasilkan kerusakan yang hebat karena terjadi dalam waktu yang sangat singkat sehingga dihasilkan gaya yang sangat besar. Gaya tersebut tidak sanggup ditahan oleh body kendaraan sehingga rusak parah. Jika kita ingin mengubah kecepatan kapal tanker Knock Nevis yang bermuatan penuh sebesar 1 kmjam maka harus diubah momentum sebesar 564.763.000 kg  1.000 m3.600 s = 1,57  10 8 kg ms. Gaya Bab 6 Momentum 465 pengereman kapal ini bisa mencapai 2 juta newton. Maka untuk mengerem kapal diperlukan waktu sekitar 79 detik. Tampak bahwa sangat lama mengubah kecepatan kapal tanker hanya 1 kmjam. Diperlukan waktu sekitar 1 menit 19 detik. Oleh karena itulah, jika tiba-tiba ada benda penghalang beberapa mil di depan kapal maka sangat sulit untuk menghindari tabrakan. Kapal pesiar Costa Concordia yang tidak bisa menghindari karang di depan karena momentum yang sangat besar sehingga sulit dihentikan atau dibelokkan tanggal 13 Januari 2012 Gambar 6.16. Kejadian yang sama juga menimpa kapal pesiar terkenal Titanic tanggal 14 April 1912. Gambar 6.16 Kapal pesiar Costa Concordia yang menabrak karang tanggal 13 Januari 2012. Costa Concordia mulai berlayar 2 september 2005. Massa kapal tersebut adalah 114.147 ton, dengan panjang 290,20 meter dan lebar 35,50 meter. Lajunya rata-rata adalah 36 kmjam dan laju maksimum bisa mencapai 43 kmjam. Dengan demikian saat bergerak momentumnya adalah 1.141.470.000 kg ms. Kapal tersebut menabrak batu karang di laut Tyrrhenian en.wikipedia.org Contoh 6.7 Sebuah benda jatuh ke lantai dengan kecepatan 10 ms kemudian dipantulkan kembali dengan kecepatan 8 ms. Jika massa benda adalah 0,8 kg dan lama peristiwa tumbukan antara benda dan lantai adalah 0,2 s, berapakah impuls yang dilakukan oleh lantai pada benda dan gaya yang dilakukan lantai pada benda? Bab 6 Momentum 466 Jawab Ambil arah ke bawah positif dan arah ke atas negatif Momentum benda sebelum tumbukan 10 8 , 1   p = 8 kg ms Momentum benda setelah tumbukan 8 8 , 2    p = - 6,4 kg ms Impuls yang dilakukan lantai pada benda sama dengan perubahan momentum benda, yaitu 1 2 p p I   = -6,4 – 8 = - 14,4 kg ms Gaya yang dilakukan lantau pada benda 2 , 4 , 14      t p F = - 72 N

6.7 Pusat Massa

Sekarang kita membahas konsep pusat massa. Konsep ini sering kita jumpai ketika membahas sisten yang terdiri dari sejumlah benda atau partikel. Apabila semua benda yang menyusun sistem bisa direduksi menjadi titik massa di mana massa titik sama dengan jumlah massa benda penyusun maka titik massa tersebut harus diletakkan di koordinat pusat massa agar gerakannya memenuhi hukum Newton seperti sistem Bab 6 Momentum 467 benda awal. Jika sejumlah gaya luar bekerja pada sistem benda, maka pusat massa benda akan bergerak mengikuti kaidah seolah-olah resultan gaya tersebut hanya bekerja pada pusat massa titik di pusat massa. Pada bagian ini kita akan membahas sedikit pusat massa benda diskrit dan membahas cukup banyak pusat massa benda kontinu. Pusat Massa Benda Diskrit