P a g e | 23
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
UNIT-4 MOMENTUM DAN IMPULS
A. Tujuan Pelatihan
Pada bab ini, kita akan membahas bagian lain dalam materi fisika, yaitu Impuls dan Momentum. Impuls dan momentum adalah identitas lain dari gerak suatu benda, disamping
percepatan dan gaya. Untuk itu, setelah anda mempelajari materi ini, maka diharapkan anda dapat:
a. Membedakan prinsip dan formulasi
b. Menyelesaikan soal-soal multi sistem
c. Menggunakan pengetahuan prosedural
B. Momentum dan Impuls
Momentum adalah perilaku dinamis dari benda yang bergerak. Momentum dirumuskan oleh formulasi dasar:
… 4.1 Persamaan 4.1 menggambarkan bahwa setiap benda yang bergerak akan memiliki
momentum. Impuls adalah karakteristik dari lamanya gaya bekerja pada benda yang menjadi
penyebab terjadinya perubahan kecepatan atau perubahan momentum. Impuls secara matematis dirumuskan oleh:
… 4.2 Jika kita ketahui bahwa:
… 4.3 Sehingga:
… 4.4 Dengan demikian dikatakan pula bahwa ternyata impuls adalah perubahan momentum dari
benda yang bergerak.
Contoh Soal-4.1
Mobil dengan massa 1000 kg melaju di jalan tol dengan kecepatan awal 36 kmjam 10 ms. Setelah bergerak selama 20 s, kecepatannya menjadi 72 kmjam 20 ms. Tentukan besarnya
gaya yang menyebabkan mobil mengalami pertambahan kecepatan selama 20 s tersebut. PSG Rayon 1 24 Univ. Negeri Makassar
P a g e | 24
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
Solusi-4.1
Untuk menyelesaikan soal ini, maka prosedur yang ditempuh adalah sebagai berikut. a.
Membuat sketsa pengetahuan
b. Menformulasikan
Berdasarkan sketsa pengetahuan di atas, maka berlaku
c. Mengeksekusi
Dari formulasi maka diperoleh:
C. Hukum Kekekalan Momentum
Peristiwa tumbukan adalah proses terjadinya tumbukan antara dua benda. Yang bergerak. Dalam hal ini, berlaku hukum kekekalan momentum. Hukum kekekalan momentum
mengandung makna bahwa jumlah momentum dari dua benda yang bergerak sebelum bertumbukan akan sama dengan jumlah momentum setelah keduanya bertumbukan, yang
dirumuskan: … 4.5
Sesungguhnya dalam peristiwa tumbukan antara dua benda yang terjadi adalah transfer energi dari satu benda ke benda lainnya. Sehingga jumlah energi kinetik kedua benda yang bergerak
sebelum tumbukan akan sama juga dengan jumlah energi kinetik sesudah tumbukan. Formulasinya adalah:
… 4.6
Contoh Soal-4.2
Bola-A bermassa 1 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 5 ms, dalam arah yang berlawanan ada bola-B yang massanya 2 kg bergerak menuju bola-A dengan kecepatan 3 ms.
Tentukan kecepatan kedua bola setelah bertumbukan, jika tumbukannya lenting sempurna.
v
o
=10ms v
t
=20ms F
F
Δt=20s
1000kg 1000kg
PSG Rayon 1 24 Univ. Negeri Makassar
P a g e | 25
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
Solusi-4.2
a. Sketsa pengetahuan
b. Formulasi
Jumlah momentum dan energi kinetik dari kedua bola sebelum tumbukan adalah: … a
… b
Jumlah momentum dan energi kinetik dari kedua bola sesudah tumbukan adalah: … c
… d
c. Eksekusi
Dari persamaan a, b, c, dan d, maka diperoleh hasil: dan
D. Tumbukan Tidak Lenting Sempurna
Ada dua jenis tumbukan tidak lenting sempurna, yaitu tumbukan tidak lenting dan tumbukan lenting sebahagian. Tumbukan tidak lenting sama sekali berlaku prinsip bahwa:
… 4.7 Artinya setelah tumbukan, kedua benda atau bola bergerak bersama-sama dengan kecepatan
yang sama dalam arah yang sama juga. Sedangkan, untuk tumbukan lenting sebahagian ditentukan oleh sebuah koefisien
restitusi
e
, yang didefenisikan dalam formulasi: … 4.8
A m
a
=1kg v
a
=5ms B
m
b
=2kg v
b
=3ms A
m
a
=1kg v
a
’ B
m
b
=2kg v
b
’
Sebelum tumbukan Sesudah tumbukan
PSG Rayon 1 24 Univ. Negeri Makassar
P a g e | 26
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
Koefisien restitusi memiliki nilai 0 ˂ e ˂ 1. Artinya jika e = 1, maka yang terjadi adalah
lenting sempurna, sedangkan untuk e = 0 adalah tidak lenting sama sekali.
Contoh soal-4.3
Bola-A bermassa 1 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 5 ms, dalam arah yang berlawanan ada bola-B yang massanya 2 kg bergerak menuju bola-A dengan kecepatan 3 ms.
Tentukan kecepatan kedua bola setelah bertumbukan, jika tumbukan yang terjadi tidak lenting sama sekali.
Solusi-4.3
a. Sketsa pengetahuan
b. Formulasi
Jumlah momentum dan energi kinetik dari kedua bola sebelum tumbukan adalah: … a
Jumlah momentum dan energi kinetik dari kedua bola sesudah tumbukan adalah: … b
c. Eksekusi
Dari persamaan a dan b diperoleh hasil:
A m
a
=1kg v
a
=5ms B
m
b
=2kg v
b
=3ms A
m
a
=1kg v’
B m
b
=2kg
Sebelum tumbukan Sesudah tumbukan
PSG Rayon 1 24 Univ. Negeri Makassar
P a g e | 27
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
E. Latihan Latihan-4.1
Kategori