Ringkasan Materi bab 6 Fisika Dasar

(1)

RINGKASAN BAB 6 FISIKA

DASAR MOMENTUM DAN

TUMBUKAN

KELAS A / SEMESTER 1

DIAN KURNIAWATI

15.1.13.4.016 WARDATUL ISLAMIAH

15.1.13.4.018 FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN

KEGURUAN

INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI

(IAIN) MATARAM

(2)

BAB VI

MOMENTUM DAN TUMBUKAN

A. Momentum dan Impuls

Dalam fisika, momentum berkaitan dengan kuantitas gerak yang dimiliki oleh suatu benda yang bergeak yaitu kecepatan. Dalam hal ini, momentum didefinisikan sebagai hasil kali antara massa dan kecepatan benda.

Misalkan sebuah partikel bermassa m yang bergerak dalam bidang xy dan mengalami gaya resultan F yang besar dan arahnya dapat berubah. Kalau kecepatannya masih dalam kecepatan non relativistik, di mana massa benda m adalah konstan, maka berdasarkan hukum kedua Newton, pada setiap saat:

(3)

Bentuk integrasi diruas kiri yaitu I =

_∫

t1

t2

dinamakan Impuls gaya F dalam selang waktu t1 sampai t2 dan Impuls merupakan besaran vektor. Dalam hukum kedua Newton

dinyatakan bahwa laju perubahan momentum sebuah sebanding dengan besar gaya yang bekerja dalam selang waktu tertentu. Secara matematis dapat ditulis:

Hasil kali massa sebuah partikel dengan kecepatannya dinamakan momentum linear. Momentuk linear termasuk besaran vektor. Secara matematis dapat ditulis:

Momentum linier = m.v

P = m.v (1.4)

Dari persamaan (1.4) tampak bahwa momentum (P) berbanding lurus dengan massa (m) dan kecepatan (v). Semakin besar kecepatan benda, maka semakin besar juga momentum sebuah benda. Demikian juga, semakin besar massa sebuah benda, maka momentum benda tersebut juga bertambah besar.

B. Hukum Kekekalan Momentum

Perhatikan ilustrasi berikut:

1. Benda 1 dengan massa m1 bergerak kecepatan v1. benda 2 dengan massa m2 bergerak

berlawanan arah gerak benda 1 dengan kecepatan v2 (gambar a).

2. Bila kedua benda berada pada lintasan yang sama dan lurus serta kecepatan benda 1 lebih besar dari kecepatan benda 2 (v1 > v2), maka pada suatu saat benda 2 akan ditabrak

benda 1 (gambar b)

3. Setelah terjadi tabrakan, sesuai dengan hukum ke III Newton kedua benda saling menekan dengan gaya F yang sama besar tetapi berlawanan arah (gambar c)

(4)

F1 = - F2

Tumbukan atau lentingan bisa dikatakan juga sebagai pantulan, karena terjadi pada dua buah benda yang saling berpadu dan memantul akibat dari paduan tersebut. Jenis-jenis tumbukan

1. Tumbukan Lenting Sempurna

Pada lenting sempurna berlaku hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan momentum. Dengan persamaan sebagai berikut:

(5)

Tumbukan atau lentingan tergantung pula pada koefisien restitusi (kemampuan untuk melenting) dengan persamaan sebagai berikut:

e = -

2−¿'v1' v_¿

¿ ¿ ¿

(1.7)

Nilai koefisien restitusi mulai dari 0 hingga 1. Dengan ketentuan:

 Lenting Sempurna e = 1

 Lenting Sebagian 0 < e < 1

 Tidak Lenting Sama Sekali e = 0

Ket:

m1 = massa benda 1(kg)

m2 = massa benda 2 (kg)

v1 = kecepatan awal benda 1 (m/s)

v2 = kecepatan awal benda 2 (m/s)

v1' = kecepatan akhir benda 1 (m/s)

v2' = kecepatan akhir benda 2 (m/s)

2. Tumukan Lenting sebagian

(6)

Contohnya:

Sebuah bola yang dijatuhkan ke lantai akan memantul hingga berhenti dan diam. Bola terus memantul tapi lantai tetap diam. Seperti yang terlihat pada gambar di atas. Koefisien restitusi untuk kasus diatas adalah:

e =

√

h2

h₁

=

√

h₃

h₂ (1.8)

3. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Saat dua buah benda beratumbukan ternyata kedua benda diam atau dua buah benda bertumbukan kemudian benda yang satu terbawa dengan benda lainnya sehingga kecepatannya sama setelah bertumbukan maka keadaan tersebut dinamakan Tidak Lenting Sama Sekali. Berikut Persamaannya:

m1v1 + m2v2 = m1 v1’+ m2 v2’

Kecepatan akhir benda 1 sama dengan kecepatan awal benda 2 m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v’

Contohnya:

(7)

Persamaan untuk ayunan balistik seperti ini adalah:

m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v’

v '=

√

2gh