HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM Hukum Kekekalan Momentum Tidak peduli berapapun massa dan kecepatan benda yang saling bertumbukan, ternyata momentum gesamt sebelum tumbukan momentum total setelah tumbukan. Hal ini berlaku apabila tidak ada gaya luar alias gaya eksternal total yang bekerja pada benda yang bertumbukan. Jadi analisis kita hanya terbatas pada dua benda yang bertumbukan, tanpa ada pengaruh dari gaya luar Jika dua benda yang bertumbukan diilustrasikan dengan gambar di atas, maka secara matematis, hukum kekekalan momentum dinyatakan dengan persamaan: m 1 massa benda 1, m 2 massa benda 2, v 1 kecepatan benda 1 sebelum tumbukan, v 2 kecepatan benda 2 sebelum tumbukan, V8217 1 kecepatan benda 1 setelah tumbukan, v8217 2 kecepatan benda 2 setelah tumbukan Jika dinyatakan dalam momentum, maka: m 1 v 1 momentum benda 1 sebelum tumbukan, m 2 v 2 momentum benda 2 sebelum tumbukan, m 1 v 8216 1 momentum benda 1 setelah tumbukan, m 2 v 8216 2 momentum benda 2 setelah tumbukan Kita tulis Kembali persamaan hukum II Newton: Ketika bola 1 dan bola 2 bertumbukan, bola 1 memberikan gaya pada bola 2 sebesar F 21. Di Mana arah gaya tersebut ke kanan (perhatikan gambar di bawah) Momentum bola 2 dinyatakan dengan persamaan: Berdasarkan Hukum III Newton (Hukum aksi-reaksi). Bola 2 memberikan gaya reaksi pada bola 1, di mana besar F 12 8211 F 21. (Katzenmännchen), tangujana, kanu, kuppel, kuppel, karikatur, karikatur, karikatur, karikatur, karikatur, karikatur, karikatur, karikatur, karikatur, karikatur, Yaitu Tumbukan Lenting Sempurna dan Tumbukan tidak Lenting. Tumbukan Lenting Sempurna Jika Pada Peristiwa Tumbukan Itu Energie Kinetik System Adalah Tetap. Tumbukan Tidak Lenting Jika Pada Peristiwa Tumbukan Itu Terjadi Pengurangan Energi Kinetik System. Tumbukan tidak lenting disebut tidak lenting sama sekali jika sesaat sesudah tumbukan, kedua benda saling menempel dan keduanya bergerak bersama dengan kecepatan yang sama. 1. Tumbukan Lenting Sempurna Jenis Tumbukan di Mana Berlaku Kekekalan Momentum dan Kekekalan energi kinetischen Erkrankungen Tumbukan Lenting Sempurna. Hukum kekekalan momentum memberikan M1v1 m2v2 m1v18217 m2v28217 Untuk tumbukan lenting sempurna berlaku hokum kekekalan energi kinetisch, yaitu energi kinetisches system sasaat sebalum dan sesudah tumbukan sama besar. EK1 EK2 EK18217 EK28217 189 m1v12 189 m2v22 189 m1 (v18217) 2 189 m2 (v28217) 2 Untuk tumbukan lenting sempurna, kecepatan relativer sesaat sesudah tumbukan sama dengan minus kecepatan relativer sesaat sesudah tumbukan. 2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali Pada jenis Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali, Sesaat Setela Tumbukan Kedua Benda Bersatu Dan Bergerak Bersamadengan Kecepatan Yang Sama. Contohnya khas dari tumbukan tidak lentung sama sekali adalah pada ayunan balistik di mana peluru tertanam dalam balok sasaran, dan keduanya kemudian mengalamisuatu gerak ayunan. Karena pada tumbukan tak lenting sama sekali kedua benda bersatu setelah tumbukan, berlaku hubungan kecepatansesudah tumbukan sebagai berikut. V28217 v18217 v Demi mempersingkat penyelesaiannya, kita dapat menggabungkan keduanya untuk mendapatkan persamaan sebagai berikut. M1v1 m2v2 m1v18217 m2v28217Posted in Bab 5. Momentum dan Impuls Banyak kejadian dalam kehidupan sehari-hari yang dapat dijelaskan dengan konsep momentum dan impuls Di antaranya peristiwa tumbukan antara dua kendaraan Salah satu penggunaan konsep momentum yang penting adalah pada persoalan yang menyangkut tumbukan. Misalnya tumbukan antara partikel-partikel gas dengan dinding tempat gas berada. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan sifat-sifat gas dengan menggunakan analisis mekanika. Pada bab ini anda hanya akan mempelajari tumbukan yang paling sederhana, yaitu tumbukan sentral. Tumbukan Sentral Adalah Tumbukan Yang Terjadi Bila Titik Pusat Benda Yang Satu Menuju Ke Titik Pusat Benda Yang Lain. 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. 1. Tumbukan Lenting Sempurna Tumbukan Lenting sempurna (Elastik) terjadi di antara Atom-Atom, Inti-Atom, dan partikel-partikel Yang gelegen seukuran dengan Atom atau Lebih kecil lagi. Dua buah benda dikatakan mengalami tumbukan Verleihung sempurna jika pada tumbukan itu tidak terjadi kehilangan energi kinetik. Jadi, energi kinetik gesamt kedua benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap. Oleh karena itu, pada tumbukan leihen sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik. Tumbukan leihen sempurna hanya terjadi pada benda yang bergerak saja. 2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali 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 (Benda Yang Bertumbukan Saling Melekat). Misalnya, tumbukan antara peluru dengan sebuah ziel di mana setelah tumbukan peluru mengeram dalam ziel. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut m1v1 m2v2 m1v82171 m2v82172 Jika v82171 v82172 v8217, maka m1v1 m2v2 (m1 m2) v8217 3. Tumbukan Lenting Sebagian Kebanyakan benda-benda Yang ada di alam mengalami tumbukan Lenting sebagian, di Mana Energi kinetik berkurang Selama tumbukan. Oleh karena esu, 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. Huygens, ilmuwan berkebangsaan belanda, melakukan eksperimen dengan menggunakan bola-bola bilyar untuk menjelaskan hukum kekekalan momentum. Perhatikan uraian berikut Dua Buah Bola Pada Gambar 5.2 Bergerak Berlawanan Arah Saling Mendekati. Bola pertama massanya m1, bergerak dengan kecepatan v1. Sedangkan bola kedua massanya m2 bergerak dengan kecepatan v2. Jika Kedua Bola Berada Pada Lintasan Yang Sama Dan Lurus, Maka Pada Suatu Saat Kedua Bola Akan Bertabrakan. Dengan memperhatikan analisis gaya tumbukan bola pada Gambar 5.2, 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 v82171 dan v82172. Penurunan rumus secara umum dapat dilakukan dengan meninjau gaya interaksi saat terjadi tumbukan berdasarkan hukum III Newton. Contoh aplikasi dari hukum kekekalan momentum adalah roket dan pistol Pada Gambar 5.3 Tampak Sebuah Pistole Yang Digantung Pada Seutas Tali. Saat peluru ditembakkan ke kanan dengan alat jarak jauh seperti entfernt, senapan akan tertolak ke kiri. Percepatan Yang Diterima Oleh Pistole Ini Berasal Dari Gaya Reaksi Peluru Pada Pistole (Hukum III Newton). Percepatan roket diperoleh dengan cara yang mirip dengan bagaimana senapan memperoleh percepatan. Percepatan roket berasal dari tolakan gas yang disemburkan roket. Tiap Maulwurf Gas Dapat Dianggap Sebagai Peluru Kecil Yangditembakkan Roket. Jika Gaya Gravitasi Diabaikan, Maka Peristiwa Peluncuran Roket Memenuhi Hukum Kekekalan Impuls. Mula-mula sistem roket diam, sehingga momentumnya nol. Sesudah gas menyembur keluar dari ekor roket, momentum sistem tetap Artinya momentum sebelum dan sesudah gas keluar sama Berdasarkan hukum kekekalan momentum, besarnya kelajuan roket tergantung banyaknya bahan bakar yang digunakan dan besar kelajuan semburan gas. Hal Inilah Yang Menyebabkan Wahana Roket Dibuat Bertahap Banyak. Gunakan selalu sabuk pengaman Peringatan ini biasanya Anda jumpai di tepi jalan raya Sabuk Pengaman (Sitzgürtel) Berguna Mencegah Seorang Pengemudi Berbenturan Langsung Dengan Setir Dan Dinding Depan Mobil Saat Mobil Mengalami Kecelakaan. Pada saat sabuk pengaman bekerja melindungi pengemudi, di situ terlibat prinsip-prinsip momentum dan impuls. Apa sebenarnya momentum dan impuls itu Untuk mengetahuinya, pelajarilah bahasan berikut dengan saksama. 1. Momentum Setiap Benda Yang Bergerak Pasti Memiliki Momentum. Momentum merupakan hasil kali antara massa dengan kecepatan benda. Karena 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 m v Keterangan: p. Impulsbenda (kg ms) m. Massa benda (kg) v. Kecepatan benda (ms) Impuls benda didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan selang waktu gaya itu bekerja pada benda. Impuls temasuk besaran vektor yang arahnya sama dengan arah gaya. Untuk menghitung besar impuls dalam satu arah dapat Anda gunakan persamaan berikut. I F t Keterangan: I. besar impuls (Ns) F. gaya yang bekerja pada benda (N) t. Selang waktu (s) 3. Hubungan Momentum dan Impuls Sebuah benda yang massanya m mula-mula bergerak dengan kecepatan v0. Kemudian dalam selang waktu t kecepatan benda tersebut berubah menjadi v. Menurut hukum II Newton, jika benda menerima gaya yang searah dengan gerak benda, maka benda akan dipercepat. Berbagai contoh aplikasi impuls dan momentum dalam kehidupan sehari-hari, antara lain, sebagai berikut. 1. Ketika sebuah truk dan sebuah sepeda menabrak pohon dengan kecepatan sama, truk akan memberikan efek yang lebih serius. Hal ini disebabkan perubahan momentum truk lebih besar dibandingkan dengan perubahan momentum sepeda (massa truk lebih besar). 2. Ketika peluru ditembakkan dan batu dilemparkan ke sebuah papan, peluru akan merusak papan lebih serius karena perubahan momentum peluru lebih besar (kecepatannya lebih besar). 3. Josan Yang Hendak Memecahkan Tumpukan Kayu Harus Memberikan Kecepatan Yang Tinggi Pada Tangannya Agar Impuls Yang Ditimbulkan Besar. Kemudian ia harus menghantam kayu dengan waktu kontak yang sangat singkat agar gaya yang dirasakan kayu lebih besar. 4. Seorang petinju yang tidak dapat menghindari pukulan lawannya berusaha mengurangi efek pukulan ini dengan memundurkan kepalanya mengikuti gerakan tangan lawan. Dengan Demikian ia Memperpanjang Waktu Kontak Antara Tangan Lawan Dengan Kepalanya Sehingga Gaya Yang ia Rasakan Lebih Kecil. 5. Orang yang jatuh di atas batu akan merasakan efek yang lebih besar dibandingkan jatuh di atas spon. Hal ini karena spon memberikan waktu tumbukan yang lebih lama dibandingkan dengan batu. 6. Menendang batu terasa lebih sakit daripada menendang bola, walaupun massa batu dan bola sama. Ini terjadi karena selang waktu kontak antara kaki dengan bola lebih lama. 7. pejudo yang dibanting pada matras dapat menahan rasa sakit karena selang waktu kontak antara punggung pejudo dengan matras lebih lama sehingga pejudo menderita gaya impuls yang lebih kecil. 8. Tabrakan antara dua mobil yang mengakibatkan kedua mobil saling menempel sesaat setelah tabrakan (waktu kontak lebih lama) kurang membahayakan dibandingkan dengan tabrakan sentral yang mengakibatkan kedua mobil saling terpental sesaat setelah tabrakan (waktu kontak lebih singkat).
No comments:
Post a Comment