Contoh Momentum Dan Impuls Dalam Kehidupan Sehari Hari

Halo Quipperian! Pada kesempatan kali ini Quipper Blog akan membahas suatu topik yang menarik


lho


untuk kalian yaitu “

Aplikasi Momentum dan Impuls dalam Kehidupan Sehari-hari

”. Tahukah kamu, pentingnya pengetahuan akan konsep momentum dan impuls akan meringankan cedera bagi seorang atlet yang sedang bertanding? Atau tahukah kamu, konsep momentum dan impuls juga digunakan sebagai desain faktor keselamatan di dalam sebuah mobil sehingga dapat mengurangi angka kematian yang terjadi pada kecelakan mobil. Bagaimana? Menarik, bukan? Oleh sebab itu, pada sesi kali ini Quipper Blog akan membahas secara detail tentang:

1. Konsep Hukum momentum dan impuls
2. Hukum kekekalan Momentum
3. Hubungan gaya Impulsif dan reaksinya terhadap tubuh
4. Contoh-contoh aplikasi momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari.

Yuk, langsung saja simak pembahasan momentum dan impuls di bawah ini!

Konsep Hukum Momentum dan Impuls

Definisi

Momentum

dalam fisika adalah ukuran kesukaran untuk memberhentikan gerak suatu benda. Momentum merupakan

besaran vektor
. Secara matematis,

rumusnya

adalah sebagai berikut:

Di mana

p = momentum ( kg m/s)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan benda ( m/s)

Sedangkan

impuls (I)

adalah hasil kali gaya impulsif rata-rata

(F)

dan selang waktu singkat (Δt) selama gaya impulsif bekerja. Impuls merupakan

besaran vektor

dan

arahnya

searah dengan arah

gaya impuls F
. secara matematis, impuls dirumuskan sebagai berikut:

Jika gaya impulsif, F, termasuk yang berubah terhadap waktu, t, dapat Quipperian gambarkan grafik F-t nya. Nilai

impulsnya

merupakan

luasan raster

di bawah grafik F-t.

Momentum dan impuls mempunyai suatu hubungan yang dikenal dengan

nama teorema impuls-momentum.

Bunyi teoremanya adalah

“

impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda tersebut, yaitu beda antara momentum akhir dengan momentum awalnya”.

Secara matematis, rumusan teorema impuls-momentum adalah sebagai berikut:

Momentum

Suatu momentum selalu melibatkan sedikitnya

dua benda
. Misalnya, bola billiar A dan bola billiar B. Sesaat sebelum tumbukan, bola A bergerak mendatar ke kanan dengan momentum

m
a
v
a

dan bola B bergerak mendatar ke kiri dengan momentum

m
b
v
b
. Momentum sistem partikel

sebelum tumbukan

tentu saja sama dengan

jumlah momentum

bola A dan bola B sebelum tumbukan.

Momentum sistem partikel sesudah tumbukan

tentu saja sama dengan jumlah momentum bola A dan bola B sesudah tumbukan.

Dari peristiwa tumbukan mendatar di atas, dapat simpulkan bahwa momentum total sistem

sesaat sebelum tumbukan sama dengan

momentum total sistem

sesaat sesudah tumbukan
, asalkan

tidak ada gaya luar yang bekerja

pada sistem. Pernyataan ini dikenal dengan nama

hukum kekekalan momentum linier
. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut:

Gaya Impulsif

Suatu benda yang mengalami pergerakan dalam selang

waktu yang

singkat disebut

gaya impulsif.

Untuk memahami konsep gaya impulsif, Quipper Blog akan memberikan ilustrasi singkat seperti ini: Pernahkah Quipperian melihat pertandingan sepakbola? Misalnya seorang penjaga gawang meletakkan bola yang diam di garis gawang, lalu menendang bola tersebut ke arah depan, menyebabkan bola tersebut bergerak ke depan menuju kawan dari penjaga gawang tersebut. Nah, kita mengetahui bahwa bola yang diam akan bergerak ketika gaya tendangan penjaga gawang pada bola. Gaya tendangan pada bola termasuk gaya kontak yang bekerja hanya dalam waktu singkat disebut

gaya impulsif
.

Gaya impulsif mengawali suatu percepatan dan menyebabkan bola bergerak cepat dan semakin cepat.

Untuk membahas hubungan gaya impulsif pada tubuh, Quipper Blog akan memberikan 2 ilustrasi sebagai berikut:

Gaya impulsif menyebabkan

rasa sakit pada diri

apabila

kontak yang terjadi

pada tubuh kita dalam

selang waktu yang kecil
. Contohnya dalam pertandingan atau latihan

judo

selalu diadakan di atas

matras

bukan di atas lantai dan juga seorang

atlet karateka

selalu menarik

kepalan tangannya secara cepat

sewaktu melayangkan

pukulan lurus pada diri lawannya
. Pada kasus pertama ketika pejudo dibanting di atas matras atau lantai, impuls yang dialaminya sama.

Namun karena

selang waktu kontak antara punggung pejudo

dan matras berlangsung

lebih lama daripada antara punggung pejudo dan lantai
, maka

gaya impulsif

yang dikerjakan

matras pada punggung lebih kecil

daripada gaya impulsif yang

dikerjakan lantai pada punggung.

Sebagai akibatnya
, pejudo yang dibanting di matras

dapat menahan rasa sakit akibat

bantingan yang dialaminya
. Pada kasus yang kedua, teknik karateka tersebut dimaksudkan agar

selang waktu kontak antara kepalan tangan karateka

dan badan lawan yang dipukulnya berlangsung

sesingkat mungkin

sehingga lawannya menderita

gaya impulsif yang lebih besar.

Jadi kesimpulannya adalah rasa sakit pada atlet disebabkan oleh gaya impulsif.

Penerapan Konsep Momentum dan Impuls

Ada beberapa penerapan konsep impuls dan hukum kekekalan momentum linier di dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya

desain faktor keselamatan mobil (impuls)

dan

peluncuran roker (hukum kekekalan momentum).

Prinsip dan konsep dari contoh tersebut  adalah sebagai berikut:

a. Desain faktor keselamatan mobil

Sebuah mobil yang memperhatikan faktor keselamatan di dalamnya terdiri dari

kantung udara, sabuk pengaman, rangka bodi yang kuat, dan gumpalan pada bagian depan dan belakang mobil
. Desain faktor keselamatan pada mobil ditunjukkan pada gambar 5. Dalam pembuatan desain faktor keselamatan mobil menggunakan prinsip dari gaya impulsif. Bagian depan dan belakang mobil didesain agar dapat

menggumpa
l secara perlahan ketika tabrakan yang terjadi sehingga menyebabkan

selang waktu kontak

lebih

lama

dan sangat

mengurangi gaya impulsif yang akan diterima pengemudi.

Sebuah kantung udara diletakkan di antara setir dan pengemudi dibuat dari

bahan yang lunak.

Hal ini dikarenakan supaya

impuls

yang diberikan kantong udara akan berlangsung

lebih lama

dan akan mengurangi gaya impulsif yang dikerjakan kantong udara pada pengemudi.

Fungsi kantung udara

antara lain : sebagai penyangga karena tabrakan membuat mobil berhenti dengan cepat, pengurang momentum karena pengendara bergerak ke depan dengan cepat, sebuah impuls untuk pengurang momentum pengendara sehingga menjadi nol (memberhentikan pengendara).

Sebuah sabuk keselamatan dibuat dari

bahan elastis seperti karet

dan letaknya kira-kira kurang

dari 50 cm
. Sabuk keselamatan ini didesain untuk dapat memberikan

impuls

yang dapat memberhentikan

pengemudi dalam selang waktu tertentu (waktu kontak)

setelah pengemudi dan sabuk keselamatan menempuh jarak tertentu yang aman. Sabuk keselamatan harus dibuat dengan

bahan elastis dan tidak boleh dari bahan yang kaku

hal ini dikarenakan pada saat tabrakan, sabuk akan mengerjakan impuls pada tubuh pengemudi dalam

waktu yang sangat singkat (mendekati nol).

Hal tersebut memberikan gaya impulsif yang sangat besar yang

bekerja pada tubuh

pengemudi sehingga akan sangat

menyakitkan pengemudi
, bahkan dapat membahayakan jiwanya.

b. Gaya dorong pada roket

Sebuah roket yang akan bergerak menuju ke luar angkasa akan mengalami

gaya dorong
. Gaya dorong ini sesuai dengan prinsip dari perubahan momentum yaitu:

Perubahan momentum udara yang terjadi di dalam roket menyebabkan roket mengerjakan gaya vertikal ke bawah pada udara dalam roket. Sesuai dengan hukum III newton, muncul reaksi, yaitu udara dalam roket mengerjakan gaya pada roket dengan besar yang sama, tetapi arahnya berlawanan sehingga gaya yang dikerjakan udara dalam roket pada roket berarah vertikal ke atas. Gaya vertikal ke atas yang bekerja pada roket inilah yang kita sebut sebagai

gaya dorong pada roket sehingga roket dapat bergerak naik

(gaya dorong ke atas roket). Rumusan matematis yang terjadi pada roket adalah sebagai berikut:

Sehingga hukum kekekalan momentum yang dikerjakan roket adalah:

Bagaimana Quipperian sudah mulai memahami aplikasi momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari? Ternyata banyak juga ya penerapan konsep dari pelajaran yang kita pelajari selama ini di kehidupan sehari-hari. Apabila Quipperian ingin memahami konsep-konsep pelajaran beserta aplikasi nya di kehidupan sehari-hari. Mari bergabung bersama

Quipper Video
. Karena banyak video pelajaran menarik yang dilengkapi dengan animasi yang keren-keren sehingga membantu kalian untuk memahami setiap konsep pelajaran yang kalian pelajari dengan gampang, asyik, dan menyenangkan. Ayo bergabung bersama Quipper Video!

[spoiler title=SUMBER]

• Kanginan, Marthen. 2013.
  
  
  Fisika Untuk SMA/MA Kelas X
  
  
  Jakarta: Penerbit Erlangga
• Kanginan, Marthen. 2006.
  
  
  Seribu Pena Fisika SMA Kelas X Jilid 2
  
  . Jakarta: Penerbit Erlangga
• http://www.materi78.co.nr/impuls_dan_momentum%5B/spoiler%5D

Penulis: William Yohanes