Bila Hukum Kekekalan Energi Berlaku Untuk Suatu Sistem Maka

Bila Hukum Kekekalan Energi Berlaku Untuk Suatu Sistem Maka

Pelajaran Fisika tidak harus selalu dengan rumus-rumus saja. Tanpa kita sadari, kegiatan kita sehari-hari juga memanfaatkan sistem kerja rumus fisika. Seperti mengendarai motor ke sekolah saja, kita memakai 2 teori fisika. Pertama, energi kinetik yang membuat motor bisa berjalan. Kedua, saat kita mengerem menggunakan gaya pegas agar motor bisa berhenti dan tidak menabrak.

Pada kesempatan ini, akan dibahas penerapan teori Impuls dan Momentum dalam kehidupan sehari-hari. Dalam makalah ini juga terdapat beberapa gambar ilustrasi agar memudahkan pemahaman kita. Ada pula latihan-latihan soal yang mempergunakan rumus-rumus Impuls dan Momentum.

Sebelum kita mengetahui latar belakang pembahasan Impuls dan Momentum Linear maka terlebih dahulu kita pahami apa yang dimaksud dengan Impuls dan Momentum Linear. Impuls adalah besaran vektor yang arahya sejajar dengan arah gaya dan Menyebabkan perubahan momentum dan Momentum Linear adalah momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan lurus

Pernahkah menyaksikan tabrakan antara dua kendaraan di jalan. apa yang terjadi ketika dua kendaraan bertabrakan. kondisi mobil atau sepeda motor mungkin hancur berantakan. Kalau kita tinjau dari ilmu fisika, fatal atau tidaknya tabrakan antara kedua kendaraan ditentukan oleh momentum kendaraan tersebut. Dalam ilmu fisika terdapat dua jenis momentum yakni momentum linear dan momentum sudut. Kadang-kadang momentum linear disingkat momentum.


Penerapan konsep Impuls dalam kehidupan sehari-hari

Pernah nonton pertandingan Tinju di TV ? nah, sarung tinju yang dipakai oleh para petinju itu berfungsi untuk memperlama bekerjanya gaya impuls. ketika petinju memukul lawannya, pukulannya tersebut memiliki waktu kontak yang lebih lama. Karena waktu kontak lebih lama, maka gaya impuls yang bekerja juga makin kecil. Makin kecil gaya impuls yang bekerja maka rasa sakit menjadi berkurang.

Mengapa palu tidak  dibuat dari kayu saja,tetapi dibuat dari besi ? tujuannya supaya selang waktu kontak menjadi lebih singkat, sehingga gaya impuls yang dihasilkan lebih besar. Kalau gaya impulsnyabesar, maka paku, misalnya, akan tertanam lebih dalam.

Matras sering dipakai ketika olahraga atau biasa dipakai para pejudo. Matras dimanfaatkan untuk memperlama selang waktu bekerjanya gaya impuls, sehingga tubuh kita tidak terasa sakit ketika dibanting. Bayangkanlah ketika dirimu dibanting atau berbenturan dengan lantai? Ini disebabkan karena waktu kontak antara tubuhmu dan lantai sangat singkat. Tapi ketika tubuh dibanting di atas matras maka waktu kontaknya lebih lama, dengan demikian gaya impuls yang bekerja juga menjadi lebih kecil.

Kalau anda perhatikan bagian dalam helm, pasti anda akan melihat lapisan lunak. Seperti gabus atau spons, lapisan lunak tersebut bertujuan untuk memperlama waktu kontak seandainya kepala anda terbentur ke aspal ketika terjadi tabrakan. Jika tidak ada lapisan lunak tersebut, gaya impuls akan bekerja lebih cepat sehingga walaupun memakai helm, anda akan pusing-pusing ketika terbentur aspal.

Ketika sebuah mobil tertabrak, mobil akan penyok. Penggemudi yang selamat akan pergi ke bengkel untuk ketok magic. Lho kok jadi ngomongin ketok magic ya…Ok cukup ketok magicnya. Mobil didesain mudah penyok dengan tujuan memperbesar waktu sentuh pada saat tertabrak. Waktu sentuh yang lama menyebabkan gaya yang diterima mobil atau pengemudi lebih kecil dan diharapkan keselamatan penggemudi lebih terjamin.


6.


Balon udara pada mobil dan sabuk pengaman

Kenapa pada beberapa mobil dipasang balon udara?

Desain mobil yang mudah penyok tidak cukup untuk menjamin keselamatan  pengemudi pada saat tetabrak. Benturan yang keras penggemudi dengan bagian  dalam  mobil dapat membahayakan keselamatan pengemudi. Untuk meminimalisir resiko kecelakaan tersebut, pabrikan mobil ternama menyediakan balon udara di dalam mobil (biasanya di bawah setir), Ketika terjadi kecelakaan pengemudi akan menekan tombol dan balon udara akan mengembang, sehingga waktu sentuh antara kepala atau bagian tubuh yang lain lebih lama dan gaya yang diterima lebih kecil.

Sabuk pengaman juga didesain untuk mengurangi dampak kecelakaan. Sabuk  pengaman didesain elastis. Sabuk pengaman juga fungsi dan cara kerjanya sama dengan  balon udara  pada mobil, yakni untuk mengurangi waktu sentuh antara pengemudi  dengan dashboard mobil pada saat bersentuhan.

Pemannfaat konsep impuls secara langsung dalam kehidupan sehari hari adalah berikut ini


BAB I

Pendahuluan

Latar Belakang


Pelajaran Fisika tidak harus selalu dengan rumus-rumus saja. Tanpa kita sadari, kegiatan kita sehari-hari juga memanfaatkan sistem kerja rumus fisika. Seperti mengendarai motor ke sekolah saja, kita memakai 2 teori fisika. Pertama, energy kinetik yang membuat motor bisa berjalan. Kedua, saat kita mengerem menggunakan gaya pegas agar motor bisa berhenti dan tidak menabrak.

            Pada kesempatan ini, akan dibahas penerapan teori Impuls dan Momentum dalam kehidupan sehari-hari. Dalam makalah ini juga terdapat beberapa gambar ilustrasi agar memudahkan pemahaman kita. Ada pula latihan-latihan soal yang mempergunakan rumus-rumus Impuls dan Momentum.

Sebelum kita mengetahui latar belakang pembahasan Impuls dan Momentum Linear maka terlebih dahulu kita pahami apa yang dimaksud dengan Impuls dan Momentum Linear. Impuls adalah besaran vektor yang arahya sejajar dengan arah gaya dan Menyebabkan perubahan momentum dan Momentum Linear adalah momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan lurus

Pernahkah menyaksikan tabrakan antara dua kendaraan di jalan. apa yang terjadi ketika dua kendaraan bertabrakan. kondisi mobil atau sepeda motor mungkin hancur berantakan. Kalau kita tinjau dari ilmu fisika, fatal atau tidaknya tabrakan antara kedua kendaraan ditentukan oleh momentum kendaraan tersebut. Dalam ilmu fisika terdapat dua jenis momentum yakni momentum linear dan momentum sudut. Kadang-kadang momentum linear disingkat momentum.

Rumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah yang akan dibahas pada bab berikutnya. Rumusan masalah itu berupa:

a.       Pengertian impuls beserta penerapannya pada kehidupan sehari-hari

b.      Pengertian momentum beserta penerapannya pada kehidupan sehari-hari

c.       Pengertian tumbukan beserta jenis-jenisnya

d.      Contoh soal dan pembahasannya

BAB II

Pembahasan

Impuls

1. Pengertian Impuls

Impuls dinotasikan dengan I, satuannya N.s atau kg.m/s.

Untuk membuat benda yang diam menjadi bergerak, maka perlu dikerjakan gaya pada benda tersebut selama selang waktu tertentu.

Perhatikan peristiwa berikut :

Sebuah bola bergerak dipukul dengan tongkat besar. Gaya pukul tongkat dikalikan dengan selang waktu selama gaya bekerja pada bola impuls.
Jadi,Impuls adalah hasil kali gaya konstan sesaat dengan selang waktu gaya bekerja.

Impuls merupakan besaran vektor, jadi perhatikan arah gerak benda serta arah gaya yang bekerja.

Contoh lain dalam kehidupan sehari-hari adalah :

Contoh Konsep Impuls :

Sebuah bola kasti dipukul dengan gaya kontak 50 N antara pemukul dengan bolanya. Jika menghasilkan impuls sebesar 20 Ns. Berapakah selang waktu sentuh antara pemukul dengan bola kasti?

Pembahasan :

Impuls juga dapat dihitung denganmetode hitung integral ataumetode grafik.
Jika gaya F yang bekerja pada sebuah benda tidak tetap.

A. Dengan metode Integral

Penggunaan metode hitung integral jika gaya F yang bekerja pada sebuah benda tidak tetap. Atau Gaya F bukan merupakan fungsi linear terhadap waktu.

Besar impuls dapat dicari :

Impuls dapat dihitung dari luas daerah yang diarsir.

B. Dengan metode Grafik

Penggunaan grafik dapat dilakukan jika besar gaya F merupakan fungsi linear terhadap waktu

Impuls = luasan grafik di bawah kurva.

    Contoh Konsep impuls dalam grafik :
Pada sebuah benda bermassa 0,5 kg bekerja gaya dalam selang waktu seperti pada gambar:

    Berapakah impuls yang dihasilkan ?

2. Penerapan konsep Impuls dalam kehidupan sehari-hari

1
. Sarung Tinju

         Pernah nonton pertandingan Tinju di TV ? nah, sarung tinju yang dipakai oleh para petinju itu berfungsi untuk memperlama bekerjanya gaya impuls. ketika petinju memukul lawannya, pukulannya tersebut memiliki waktu kontak yang lebih lama. Karena waktu kontak lebih lama, maka gaya impuls yang bekerja juga makin kecil. Makin kecil gaya impuls yang bekerja maka rasa sakit menjadi berkurang.

2. Palu atau pemukul

          Mengapa palu tidak  dibuat dari kayu saja,tetapi dibuat dari besi ? tujuannya supaya selang waktu kontak menjadi lebih singkat, sehingga gaya impuls yang dihasilkan lebih besar. Kalau gaya impulsnyabesar, maka paku, misalnya, akan tertanam lebih dalam.

3. Matras

       Matras sering dipakai ketika olahraga atau biasa dipakai para pejudo. Matras dimanfaatkan untuk memperlama selang waktu bekerjanya gaya impuls, sehingga tubuh kita tidak terasa sakit ketika dibanting. Bayangkanlah ketika dirimu dibanting atau berbenturan dengan lantai? Ini disebabkan karena waktu kontak antara tubuhmu dan lantai sangat singkat. Tapi ketika tubuh dibanting di atas matras maka waktu kontaknya lebih lama, dengan demikian gaya impuls yang bekerja juga menjadi lebih kecil.

4. Helm

       Kalau anda perhatikan bagian dalam helm, pasti anda akan melihat lapisan lunak. Seperti gabus atau spons, lapisan lunak tersebut bertujuan untuk memperlama waktu kontak seandainya kepala anda terbentur ke aspal ketika terjadi tabrakan. Jika tidak ada lapisan lunak tersebut, gaya impuls akan bekerja lebih cepat sehingga walaupun memakai helm, anda akan pusing-pusing ketika terbentur aspal.

Momentum

1
. Pengertian Momentum

Momentum dinotasikan dengan P, dengan satuan kg.m/s.

Sebuah benda bermassa m yang bergerak dengan kecepatanv mempunyai momentum (disimbolkanp). Besar momentum benda  tersebut merupakan perkalian antara massa (m) dengan kecepatannya (v).

Benda-benda yang massanya besar atau benda-benda yang bergerak dengan laju yang besar, memiliki momentum yang besar .

Secara matematis, persamaan momentum ditulis :

Contohnya, sebuah mobil bergerak dengan laju tertentu kemudian menabrak sebuah pohon, semakin cepat mobil itu bergerak maka kerusakan yang timbul semakin besar.

Atau semakin besar massa mobil semakin besar pula kerusakan yang ditimbulkan. Maka mobil dikatakan memiliki momentum yang besar.
Karena momentum termasuk besaranvektor, maka momentum memiliki sifat seperti halnya vektor, yaitu dapat dijumlahkan dan dapat diuraikan. Penyelesaian beberapa momentum menggunakan konsep vektor.

2
. Penjumlahan Momentum

Bila terdapat 2 buah benda yang massanya masing-masing m1 dan m2 bergerak dengan kecepatan masing-masingv1 danv2seperti pada gambar,sehingga  kedua benda masing-masing memiliki momentumP1 danP2, maka momentum kedua benda dapat dijumlahkan dengan ketentuan sebagai berikut :

Resultan momentum P dari dua buah benda P1 dan P2 yang diapit sudut :

P1 = momentum pertama dalam kg.m/s
P2 = momentum kedua dalam kg.m/s
P  = momentum total  dalam kg.m/s

  = sudut antara P1 dan P2 dalam derajat

Contoh Konsep Momentum :

1. Tono yang bermassa 50 kg, naik sepeda dengan kecepatan 36 km/jam.
Tentukan momentum Tono jika sepeda bergerak pada arah sumbu x.

Pembahasan :

Diketahui : Massa Tono (m) = 50 kg                  Kecepatan (v)   =  36 km/jam = 10 m/s Ditanya    : P Jawab      : P    =  m.v                        = 50 kg . 10 m/s

= 500 kg.m/s

Baca :   Soal Alkali Dan Alkali Tanah

2. dDua buah benda bermassa sama 6kg bergerak seperti pada gambar dengan

      Kecepatan masing-masing 10 m/s dan 5 m/s.

      Tentukan momentum total yang dihasilkan benda setelah tumbukan.

Pembahasan :

Hubungan Impuls dan Momentum

Hubungan antaraimpuls danmomentum dijelaskan dari penerapan  Hukum II Newton, yaitu :

Dapat disimpulkan Impuls (I)sama dengan perubahan momentum (∆P).Ini menunjukkan bahwa gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan perubahan momentum benda persatuan waktu.

P1 = momentum awal benda  dalam kg.m/s

P2 = momentum akhir benda  dalam kg.m/s

v1 = kecepatan awal benda dalam m/s

v2 = kecepatan akhir benda dalam m/s

Catatan:

Impuls adalah besaran vektor, jadi arah gaya yang bekerja harus diperhatikan.

Contoh Konsep Hubungan Impuls dan Momentum

Sebuah bola bermassa 200 gram dilemparkan ke kanan dengan kelajuan 10m/s. Sesaat setelah dipukul, bola berbalik arah dengan kelajuan 20 m/s. Jika diketahui bola bersentuhan dengan pemukul selama 1 ms. Tentukan :

  1. Impuls yang diberikan pemukul pada bola.
  2. Gaya rata-rata yang diberikan pemukul pada bola.

Pembahasan :

Diketahui : m = 200 gram = 0,2 kg

                v1 = 10 m/s (ke kanan)

                v2 = -20m/s (berbalik arah ke kiri )

                ∆t = 1 ms = 10-3 s.

Ditanya :  a. I               b. F

Jawab :

        I = mv2  – mv1

        I = (0,2kg)(-20m/s) – (0,2kg)(10m/s)

        I = -6 N.s

     2. I = F. ∆t

             -6 N.s = F. 10-3s

                   F  = -6.103 N

Tanda (-) menunjukkan bahwa gaya yang diberikan oleh pemukul berlawanan arah dengan arah kecepatan bola mula-mula.

Hukum Kekekalan Momentum

Besar Impuls dinyatakan sebagai perubahan momentum:
F ∆t =  ∆p.  Saat F = 0, maka ∆p = 0  atau p = konstan.

Dapat disimpulkan jika suatu sistem tidak mendapat gaya dari luar,momentum sistem selalu tetap. Hal itulah yang disebut Hukum Kekekalan Momentum.

Baca :   Temukan 3 Bilangan Ganjil Berurutan Yang Jumlahnya Sama Dengan 135

Jumlah Momentum awal kedua benda (sebelum tumbukan):

                         ∑P =  P1  +  P2

                             =  m1v1  +  m2v2

Jumlah Momentum akhir kedua benda (sesudah tumbukan):

                        ∑P’  =  P’1  +  P’2

                              =  m1v’1  +  m2v’2

Hukum Kekekalan Momentum menyatakan :

Bila tidak ada gaya dari luar yang bekerja pada benda–benda yang melakukan interaksi , atau resultan gaya dari luar yang bekerja pada benda-benda adalah nol, maka jumlah momentum benda-benda sebelum mengadakan interaksi selalu sama dengan jumlah momentum benda-benda setelah mengadakan interaksi .

Hukum kekekalan Momentum berlaku pada peristiwa :

  • Tumbukan benda
  • Interaksi dua benda
  • Peristiwa ledakan
  • Peristiwa tarik-menaik
  • Peristiwa jalannya roket maupun jet

Contoh Penerapan dalam kehidupan sehari-hari konsep dari Hukum Kekekalan momentum :

  1. Prinsip Peluncuran Roket.

Besar momentum yang dihasilkan gaya dorong oleh bahan bakar sama dengan momentum meluncurnya roket.

  Momentum senapan mundur ke belakang sama dengan momentum peluru yang lepas dari senapan.

  1. Orang melompat dari perahu.

Momentum perahu mundur ke belakang sama dengan momentum orang yang melompat kedepan.

Untuk menghitung kecepatan peluru yang melesat dari sebuah senapan dan menumbuk balok yang tergantung pada seutas tali (bandul).

1.   Peluru bersarang pada bandul
2. Peluru menembus bandul

Contoh Soal Konsep Hukum Kekekalan Momentum :

Seseorang yang massanya 50 kg naik perahu dengan kecepatan tetap 4m/s. Massa perahu 75 kg, tiba-tiba orang terjun ke dalam air dengan kecepatan 5m/s. Hitung kecepatan perahu sesaat orang terjun, jika arah kecepatan terjunnya orang searah perahu .

Pembahasan:

Diketahui :      mp = 75 kg

                    mo = 50 kg

                    v   = 4m/s

                    vo’ = 5 m/s

e.       Karateka

         Apakah anda seorang karateka atau penggemar film action? Jika kita perhatikan karateka setelah memukul lawannya dengan cepat akan menarik tangannya. Ini dilakukan agar waktu sentuh antara tangan dan bagian tubuh musuh relatif singkat. Hal ini berakibat musuh akan menerima gaya lebih besar. Semakin singkat waktu sentuh, maka gaya akan semakin besar.

F.Mobil

Ketika sebuah mobil tertabrak, mobil akan penyok. Penggemudi yang selamat akan pergi ke bengkel untuk ketok magic. Lho kok jadi ngomongin ketok magic ya…Ok cukup ketok magicnya. Mobil didesain mudah penyok dengan tujuan memperbesar waktu sentuh pada saat tertabrak. Waktu sentuh yang lama menyebabkan gaya yang diterima mobil atau pengemudi lebih kecil dan diharapkan keselamatan penggemudi lebih terjamin.

       G.Balon udara pada mobil dan sabuk pengaman

Kenapa pada beberapa mobil dipasang balon udara?

Desain mobil yang mudah penyok tidak cukup untuk menjamin keselamatan  pengemudi pada saat tetabrak. Benturan yang keras penggemudi dengan bagian  dalam  mobil dapat membahayakan keselamatan pengemudi. Untuk meminimalisir resiko kecelakaan tersebut, pabrikan mobil ternama menydiakan balon udara di dalam mobil (biasanya di bawah setir), Ketika terjadi kecelakaan pengemudi akan menekan tombol dan balon udara akan mengembang, sehingga waktu sentuh antara kepala atau bagian tubuh yang lain lebih lama dan gaya yang diterima lebih kecil.

Sabuk pengaman juga didesain untuk mengurangi dampak kecelakaan. Sabuk  pengaman didesain elastis. Sabuk pengaman juga fungsi dan cara kerjanya sama dengan  balon udara  pada mobil, yakni untuk mengurangi waktu sentuh antara pengemudi  dengan dashboard mobil pada saat bersentuhan.

Tumbukan

Tumbukan adalah pertemuan dua benda yang relatif bergerak. Pada setiap jenis tumbukan berlaku 1sebagian energi mungkin diubah menjadi panas akibat tumbukan atau terjadi perubahan bentuk :

Macam tumbukan yaitu :

  • Tumbukan elastis sempurna, yaitu tumbukan yang tak mengalami perubahan energi. Koefisien restitusi e = 1
  • Tumbukan elastis sebagian, yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi

2. Macam-macam Tumbukan

A.
TUMBUKAN LENTING SEMPURN
A

Tumbukan lenting sempurna tu maksudnya bagaimanakah ? Dua benda dikatakan melakukan Tumbukan lenting sempurna jika Momentum dan Energi Kinetik kedua benda sebelum tumbukan = momentum dan energi kinetik setelah tumbukan. Dengan kata lain, pada tumbukan lenting sempurna berlaku Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik. Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik berlaku pada peristiwatumbukan lenting sempurna karena total massa dan kecepatan kedua benda sama, baik sebelummaupun setelah tumbukan. Hukum Kekekalan Energi Kinetik berlaku pada Tumbukan lenting sempurna karena selama tumbukan tidak ada energi yang hilang.

Benda-benda yang mengalami Tumbukan Lenting Sempurna tidak menghasilkan bunyi,panas atau bentuk energi lain ketika terjadi tumbukan. Tidak ada Energi Kinetik yang hilang selama proses tumbukan. Dengan demikian, kita bisa mengatakan bahwa pada peritiwa Tumbukan Lenting Sempurna berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik.

Hukum kekekalan momentum ditinjau dari energi kinetik:

Dua benda, benda 1 dan benda 2 bergerak saling mendekat. Benda 1 bergerak dengan kecepatan v1 dan benda 2 bergerak dengan kecepatan v2. Kedua benda itu bertumbukan dan terpantul dalamarah yang berlawanan. Perhatikan bahwa kecepatan merupakan besaran vektor sehingga dipengaruhi juga oleh arah. Sesuai dengan kesepakatan, arah ke kanan bertanda positif dan arah ke kiri bertanda negatif. Karena memiliki massa dan kecepatan, maka kedua benda memiliki momentum (p = mv) dan energi kinetik (EK = ½ mv2). Total Momentum dan Energi Kinetikkedua benda sama, baik sebelum tumbukan maupun setelah tumbukan.

Secara matematis, Hukum Kekekalan Momentum dirumuskan sebagai berikut :

m v + m v = m v’ +m v’ →Persamaan 1

Keterangan :

m1 = massa benda 1,

Baca :   Cara Mencari Tegangan Tali Pada Katrol

m2 = massa benda 2

v1 = kecepatan benda sebelum tumbukan dan

v2 = kecepatan benda 2 Sebelum tumbukan

v’1 = kecepatan benda Setelah tumbukan,

v’2 = kecepatan benda 2 setelah tumbukan

Jika dinyatakan dalam momentum,

m1v1 = momentum benda 1 sebelum tumbukan,

m1v’1 = momentum benda 1 setelah tumbukan

m2v2 = momentum benda 2 sebelum tumbukan,

m2v’2 = momentum benda 2 setelah tumbukan

Pada Tumbukan Lenting Sempurna berlaku juga Hukum Kekekalan Energi Kinetik. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut :

1/2m₁v₁²-1/2m₂v₂²= 1/2m₁v’₁²- 1/2m₂v’₂²

Keterangan :

12m₁v₁² = EK benda 1 sebelum tumbukan

12m₂v₂²= EK benda 2 sebelum tumbukan

12m₁v’₁²= EK benda 1 setelah tumbukan

12m₂v’₂²= EK benda 2 setelah tumbukan

Kita telah menurunkan 2 persamaan untuk Tumbukan Lenting Sempurna, yakni persamaan Hukum Kekekalan Momentum dan Persamaan Hukum Kekekalan Energi Kinetik. Ada suatu halyang menarik, bahwa apabila hanya diketahui massa dan kecepatan awal, maka kecepatansetelah tumbukan bisa kita tentukan menggunakan suatu persamaan lain. Persamaan ini diturunkan dari dua persamaan di atas.

m₁ v₁+m₂v₂=m₁v’₁+m₂v’₂

 m₁ v₁-m₂v₂=m₁v’₁-m₂v’₂

m₁v₁-v’₁=m₂(v’₂-v₂)→ Persamaan a

Kita tulis kembali persamaan Hukum Kekekalan Energi Kinetik :

1/2m₁v₁²-1/2m₂v₂²= 1/2m₁v’₁²- 1/2m₂v₂²

Ini  merupakan salah satu persamaan penting dalam Tumbukan Lenting sempurna, selain persamaan Kekekalan Momentum dan persamaan Kekekalan Energi Kinetik. Persamaan 3 menyatakan bahwa pada Tumbukan Lenting Sempurna, laju kedua benda sebelum dan setelah tumbukan sama besar tetapi berlawanan arah, berapapun massa benda tersebut.

B.

TUMBUKAN

LENTING SEBAGIAN

Tumbukan lenting sebagian juga disebut tumbukan lenting tak sempurna. Hal ini sebenarnya banyak dijumpai pada tumbukan benda-benda disekitar kita.

Pada tumbukan ini berlaku hokum kekekalan momentum, tetapi hokum kekekalan energy tidak berlaku. Hal ini karena ada tenaga yang hilang saat tumbukan.

Dengan demikian, Ek setelah tumbukan < Ek sebelum tumbukan atau:

– m2(v’2 – v2)2  <  v1(v1 – v’1)2   …………… (iii)

dengan cara membagi persamaan (iii) dengan persamaan (ii) maka didapat:

– (v’1 – v’2)2  <  v1(v1 – v2)2

Dari persmaan tersebut dapat disimpulkan bahwa:

Pada tumbukan lenting sebagian besarnya kecepatan relative sesudah tumbukan lebih kecil dari kecepatan relative sebelum tumbukan. (tanda negative menunjukkan arahnya berlawanan dengan arah semula)

C. TUMBUKAN TAK LENTING SAMA SEKALI

Tumbukan tak lenting sama sekali adalah tumbukan yang sama sekali tak lenting. Pada tumbukan tak lenting sempurna, benda yang bertumbukan melekat satu sama lain. Oleh karena itu kecepatan benda setelah bertumbukan sama (v1` = v2`).

Pada tumbukan ini jumlah energi kinetik kedua benda sebelum tumbukan (∆Ek) lebih besar dari setelah tumbukan (∆Ek`)

Pada tumbukan tak lenting sama sekali berlaku hukum kekekalan momentum:

artinya:
kecepatan benda 1 dengan benda 2 setelah bertumbukan sama

Contoh Soal:

Sebuah peluru yang massanya 20 gram mengenai segumpal lilin mainan yang massanya 200 gram dan tergantung pada seutas tali yang panjang. Peluru itu masuk dan melekat pada lilin mainan. Jika kecepatan peluru sebelum mengenai lilin adalah 200 m/s, maka besarnya kecepatan lilin mainan setelah peluru tersebut masuk didalamnya adalah … a. 12,8 m/s b. 14,2 m/s c. 18,2 m/s d. 20,2 m/s

e. 22,8 m/s

Jawaban: c

Penyelesaian:

m1.v1 + m2.v2 = (m1 + m2).v` 0 + 0,02 . 200 = (0,2 + 0,02) . v` 4 = 0,212 v`

v` = 4 / 0,22= 18,2 m/s

BAB III

Kesimpulan

Momentum adalah sebuah nilai dari perkalian materi yang bermassa / memiliki bobot dengan pergerakan / kecepatan. DalamFisikamomentum dilambangkan dengan huruf ‘p’, secara matematis momentum dapat dirumuskan :

p= m . v

p = momentum, m = massa, v = kecepatan / viscositas (dalam fluida)

            Momentum akan berubah seiring dengan perubahan massa dan kecepatan. Semakin cepat pergerakan suatu materi/benda akan semakin besar juga momentumnya. Semakin besar momentum, maka semakin dahsyat kekuatan yang dimiliki oleh suatu benda. Jika materi dalam keadaan diam, maka momentumnya sama dengan nol. Sebaliknya semakin cepat pergerakannya, semakin besar jugamomentumnya. (Filosofi : Jika manusia tidak mau bergerak / malas, maka hasil kerjanya sama dengan nol).

Impuls adalah selisih dari momentum atau momentum awal dikurangi momentum akhir. Dalam Fisika impuls dilambangkan dengan simbol / huruf“I”. Secara matematis impuls dirumuskan :

I = p2 – p1 = ∆p I = m.v2 – m.v1 I = m(v2 – v1) I = m. ∆v

Karenam = F/a


I = F/a . ∆v I = [F/(∆v/∆t)] . ∆v I = F . ∆t


F = I/∆t

I = impuls, p1 = momentum awal, p2 = momentum akhir, F = gaya, ∆t = waktu sentuh, ∆v = selisih kecepatan

Nah, dari rumusF = I/∆t inilah letakpemanfaatan aplikasi momentum dan impuls. Semakin kecil waktu sentuh, maka semakin besar gaya yang akan diterima benda. Semakin lama waktu sentuh, maka semakin kecil gaya yang diterima benda.

Mobil di desain untuk mudah penyok, hal ini bertujuan untuk memperbesar waktu sentuh untuk memperkecil gaya yang diterima oleh pengendara. Dengan demikian diharapkan, keselamatan pengemudi lebih dapat terjamin. Jika kecepatannya besar, maka gaya yang diterima akan besar, sehingga pengendara akan mengalami kecelakaan yang fatal. Jadi pesan saya jangan ngebut, walaupun mobil sudah di design sedemikian rupa.

Balon udara pada mobil juga bertujuan untuk memperlambat waktu sentuh antara kepala pengemudi dengan setir mobil. Ingat, semakin besar waktu sentuh, maka semakin kecil gaya yang akan mengenai kepala pengemudi. Sabuk pengaman juga fungsi dan cara kerjanya sama dengan balon udara pada mobil, yakni untuk mengurangi waktu sentuh antara pengemudi dengan dashboard mobil pada saat bersentuhan.

TUMBUKAN

• Berlaku

ΣFluar= 0

• Berlaku hukum kekekalan momentum

v1m1+ m2v2 = m1v1′ + m2v2′

Koefisien restitusi / elastisitas tumbukan (e)

• elastis sempurna: e = 1 (energi mekanik kekal)

• elastis sebagian: 0 < e < 1

• sama sekali tak elastis: e = 0

Bila Hukum Kekekalan Energi Berlaku Untuk Suatu Sistem Maka

Sumber: https://berikutyang.com/pemannfaat-konsep-impuls-secara-langsung-dalam-kehidupan-sehari-hari-adalah-berikut-ini

Check Also

Contoh Soal Perkalian Vektor

Contoh Soal Perkalian Vektor. Web log Koma – Setelah mempelajari beberapa operasi hitung pada vektor …