Kompetensi Fisika Kelas XI Semester
102
3. Sebuah mobil bergerak dipercepat dari keadaan diam dengan percepatan 5 ms
2
. Jika massa mobil 1,5 ton, tentukan momentum mobil setelah bergerak selama satu menit
4. Sebuah bola pingpong bermassa 20 gram jatuh bebas dari ketinggian 1,8 m. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut
adalah 20 ms
2
, tentukan momentum bola saat menumbuk lan-
B. Impuls
Impuls
tai Mari kita ingat kembali peristiwa bola yang ditendang oleh kaki pe-
main Sebelum ditendang, bola tersebut dalam keadaan diam. Setelah ditendang, bola bergerak dengan kecepatan tertentu. Adanya perubahan
kecepatan menunjukkan bahwa momentum bola juga berubah. Dengan demikian, momentum yang dimiliki suatu benda tidak selamanya sama.
Dengan kata lain, momentum suatu benda dapat mengalami perubahan. Perubahan momentum terjadi karena adanya impuls.
Impuls merupakan
hasil kali antara gaya dengan waktu selama gaya tersebut bekerja pada benda. Besarnya impuls dapat ditentukan dengan menggunakan hukum
II Newton, yaitu:
F = m . a
Jika
a =
maka
F = m .
F dt
= m . dv
=
= m . v
2
– v
1
= m . v
2
– m . v
1
F t
= m .
Δv
I =
Δp
. . . 5.2
Keterangan: F
: gaya N m : massa kg
a : percepatan ms
2
dt : selang waktu pemberian gaya s
v
1
: kecepatan awal ms
v
2
: kecepatan akhir ms
Agar lebih paham mengenai impuls, pelajarilah contoh soal di bawah ini kemudian kerjakan latihan di bawahnya
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester
103
Kerjakan soal berikut dengan tepat 1. Seorang pemain voli memukul bola dengan impuls 500 N.s. Jika
tangan dan bola bersentuhan selama 0,5 sekon, tentukan gaya yang diberikan pada bola
2. Sebuah bola golf mula-mula dalam keadaan diam kemudian dipukul dengan gaya 250 N. Jika bola dengan tongkat pemukul
bersentuhan selama 2 sekon, tentukan impuls yang diberikan pemukul pada bola
3. Sigit menyodok bola dengan gaya 40 N. Jika impuls yang terjadi adalah 20 N.s, tentukan lama bola bersentuhan dengan tongkat
penyodok
Kerja Mandiri 1
C. Hukum Kekekalan Momentum
Hukum Kekekalan
Momentum
Contoh Soal
Sebuah bola bermassa 800 gram ditendang dengan gaya 400 N. Jika kaki dan bola bersentuhan selama 0,5 sekon, tentukan impuls pada peristiwa tersebut
Penyelesaian:
Diketahui: m = 0,8 kg
F = 400 N
Δt = 0,5 s Ditanyakan: I = . . .?
Jawab:
I = F .
Δt I = 400 . 0,5
I = 200 N.s
Dalam peristiwa tumbukan seperti tumbukan bola dengan kaki pe- main sepak bola, momentum dari masing-masing benda dapat menga-
lami perubahan. Bola yang semula diam dapat berubah kecepatannya. Sedangkan kaki yang semula bergerak dengan cepat setelah menendang
bola, kecepatannya akan menurun. Akan tetapi, momentum total selu- ruh sistem adalah tetap. Peristiwa ini dikenal dengan hukum kekekalan
momentum.
Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa jika gaya
luar yang bekerja pada suatu sistem adalah nol maka momentum linear total sistem tersebut akan tetap konstan. Dengan kata lain, momentum
benda sebelum tumbukan sama dengan momentum benda setelah tumbukan.
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester
104
Gambar 5.2 Benda sebelum tumbukan
Gambar 5.4 Setelah tumbukan Gambar 5.3 Selama tumbukan
Secara matematis, hukum kekekalan momentum dapat dirumuskan: p
1
+ p
2
= p
1
+ p
2
sebelum sesudah
Dalam peristiwa tumbukan berlaku hukum III Newton, sehingga diper- oleh:
Aksi = -Reaksi
F
AB
. Δt
= -F
BA
. Δt
m
B
. v
B
’ – m
B
. v
B
= -m
A
. v
A
’ – m
A
. v
A
m
A
. v
A
+ m
B
. v
B
= m
A
. v
A
’ + m
B
. v
B
’ . . .
5.3 Kamu akan lebih memahami teori di atas setelah mengerjakan latihan. Namun sebel-
umnya, pelajarilah contoh soal berikut
Contoh Soal
Sebuah peluru bermassa 0,03 kg ditembakkan dengan kecepatan 600 ms pada sepotong kayu yang digantung pada seutas tali. Jika ternyata peluru tersebut masuk
ke dalam kayu dan massa kayu adalah 3,57 kg, hitung kecepatan kayu sesaat setelah peluru tersebut mengenainya
Penyelesaian:
Diketahui: m
p
= 0,03 kg
v
p
= 600 ms m
k
= 3,57 kg
v
k
= 0 ms
Ditanyakan: v’ = . . . ?
Jawab: m
p
. v
p
+ m
k
. v
k
= m
p
+ m
k
. v’ 0,03 . 600 + 3,57 . 0 = 0,03 + 3,57 . v’
