Momentum Dan Tumbukan

 Pengertian Momentum

Bila kamu berada di dalam sebuah bus yang sedang bergerak cepat, kemudian direm mendadak, kamu merasakan bahwa badan kamu terlempar ke depan. Hal ini akibat adanya sifat kelembaman, yaitu sifat untuk mempertahankan keadaan semula yaitu dalam keadaan bergerak. Hal yang sama juga dirasakan oleh si sopir yang berusaha mengerem bus tersebut. Apabila penumpang busanya lebih banyak, pada saat sopir bus memberhentikan/mengerem bus secara mendadak, harus memberikan gaya yang lebih besar. Dalam bab ini akan dibicarakan mengenai momentum, yang merupakan salah satu besaran yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak. Di dalam fisika, dikenal dua macam momentum, yaitu momentum linear (p) dan momentum angular (L). Pada materi ini hanya akan dibahas momentum linear. Selain momentum linear akan dibahas juga besaran Impuls gaya (I) dan hukum kekekalan momentum linear, serta tumbukan.

Rumus Implus:

I = F.t

Sedangkan,Momentum besaran yang menunjukkan ukuran kesukaran guna memberhentikan gerak suatu benda.

Rumus momentum:

p = m.v

Keterangan:

I = impuls (Ns)

p = momentum (Ns)

Δp = perubahan momentum (Ns)

Jadi, benda-benda yang hanya dalam keadaan bergerak akan memiliki momentum.

Hukum Kekekalan Momentum

Dalam sebuah sistem, jumlah momentum awal dan jumlah momentum akhir dari suatu sistem adalah tetap yang disebut dengan hukum kekekalan momentum.

Persamaannya:

m1v1 + m2v2 = m1v1+m2v2

m1v1 +m2v2 = momentum awal kedua benda

m1v1 + m2v2 = momentum akhir kedua benda 

Tumbukan

Bila dua benda bertumbukan, maka pada setiap tumbukan juga berlaku hukum kekekalan momentum, yaitu jumlah momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap.

Perbesar

dua bola bertumbuk ()

Rumus tumbukan:

Keterangan:

e = koefisien restitusi

Nilai dari e -> 1 =< e =< 0

Untuk:

e = 1 : Tumbukan lenting sempurna, dalam hal ini berlaku hukum kekekalan energi kinetik.

1>e>0 : Memiliki nilai bilangan pecahan, artinya tumbukan lenting sebagian.

e = 0 : Tumbukan tidak lenting sama sekali.

Jadi, jika terjadi tumbukan lenting sempurna atau elastis maka berlaku hukum kekekalan energi kinetik yang persamaannya:

Hal yang khusus juga dapat kita temukan pada pemantulan bola oleh lantai.

Rumus pemantulan bola oleh lantai:

Keterangan:

h1 = tinggi bola mula-mula

h2 = tinggi bola setelah melakukan sekali tumbukan dengan lantai

e = koefisien restitusi

Contoh soal 1

Ada sebuah peluru dengan massa 20 gram. Kemudian, peluru tersebut ditembakkan pada balok ayunan balistik yang mempunyai massa 1 kilogram. Jika peluru yang tertancap pada balok mencapai tinggi 25 cm, berapakah kecepatan dari peluru mulanya?

Jawaban:

Mv = (m+M) √2gh

0,02.v = (0,02+1) √2.10.0,25

0,02.v = 1,02 √5

V = (1,02+√5)/0,02

V = 162,8 m/s

Contoh Soal 2

Seorang anak laki-laki berlari dengan kecepatan 5 m/s menuju arah utara. Diketahui berat badan anak laki-laki tersebut 40 kg. Berapa momentum dari anak tersebut?

Diketahui:

m = 40 kg

v = 5 m/s

Ditanyakan v atau momentum anak

Jawaban:

p = m.v

p = 5 kg x 40 m/s

p = 200 kg.m/s

Jadi, momentum anak laki-laki tersebut ke arah utara adalah 200 kg.m/s.

Sumber: Dilansir dari Buku Get Success UN+SPMB Fisika (2006) oleh Kamajaya, Impuls dan momentum keduanya merupakan besaran vektor.