Momentum dan Impuls: Pengertian, Rumus dan Contoh Soal

Materi.id| Momentum dan Impuls– Hai sahabat MateriID, kali ini kita akan membahas tentang momentum dan impuls. Momentum dan impuls adalah salah satu materi fisika kelas XI dan kelas X SMK kurikulum 2013. Pada bagian sebelumnya kita sudah mempelajari beberapa besaran seperti kecepatan, gerak lusus, gerak berubah beraturan, gaya, usaha dan energi. Pada bagian ini kita akan mempelajari momentum dan impuls yamh sangat berguna untuk menganalisis dan memahami gerak benda, baik benda tunggal ataupun sebagai sistem contohnya tumbukan (dalam bahasa sehari-hari tabrakan).

Coba anda perhatikan gambar berikut ini:

Momentum dan impuls

Momentum dan impuls

Pada gambar bisa kita lihat peristiwa tabrakan antar dua kendaraan. Dua kendaraan dengan kecepatan tinggi akan mengalami kerusakan yang parah dari pada dua kendaraan dengan kecepatan rendah. Atau mengapa bola yang di tendang dengan begitu keras akan sulit di hentikan daripada bola yang di tendang dengan lemah. Mengapa demikian? Kalian akan menemukan jawabannya setelah menyelesaikan materi kita ini. Namun sebelumnya coba anda perhatikan peta konsep impuls dan momentum berikut ini:

Peta Konsep Impuls dan Momentum

               Peta Konsep Impuls dan Momentum

Pengertian Momentum dan Impuls

Perlu anda ketahui bahwa benda yang bergerak pasti memiliki momentum. Jika dalam hukum Newton kita mengenal kelembaman maka dalam benda yang bergerak juga cenderung untuk mempertahankan gerakkannya pada kecepatan konstan. Hal ini kemudian dinamakan dengan momentum. Momentum adalah besaran vektor yang arahnya searah dari kecepatan benda. Momentum dirumuskan sebagai hasil perkalian massa dan kecepatan. Secara matematis di tuliskan sebagai berikut:

Rumus Momentum

Rumus Momentum

Besar momentum sebanding dengan perkalian massa dan kecepatan. Semakin besar kecepatan dan massa suatu benda maka semakin besar momentumnya. Semakin besar momentum suatu benda yang bergerak maka semakin sulit untuk menghentikannya dan semakin besar tumbukkannya jika mengenai suatu benda.

Rumus Impuls

Sebuah benda yang awalnya diam tidak begitu saja bergerak. Untuk membuat benda yang diam menjadi bergerak tentunya diperlukan sebuah gaya selama selang waktu tertentu. Gaya yang membuat benda bergerak dalam selang waktu tertentu disebut dengan impuls. Impuls dapat digunakan untuk mengurangi, menambahkan dan merubah arah dari momentum. Secara matematis impuls dapat di tuliskan sebagai berikut:

Rumus impuls

Rumus impuls

Hubungan antara Impuls dan Momentum

Kedua besaran ini memiliki dimensi besaran yang sama, sehingga besaran ini setara. Hubungan antara momentum dengan impuls adalah perubahan momentum sama dengan impuls itu sendir atau sebagai berikut:

Hubungan Impuls dan Momentum

Hukum Kekekalan Momentum

Sama seperti hukum kekekalan yang lainnya, hukum kekekalan momentum berbunyi Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem dalam waktu sesaat maka total momentum sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Secara matematis hukum kekekalan momentum dapat di tuliskan sebagai berikut:

Hukum Kekekalan Momentum

Keterangan

m1, m2 = Massa benda 1 dan 2 sebelum tumbukan

m1′, m2′ = Massa benda 1 dan 2 sesudah tumbukan

p1, p2    = Momentum 1 dan 2 sebelum tumbukan

p1′,p2′   = Momentum 1 dan 2 sesudah tumbukan

v1,v2     = Kecepatan benda 1 dan 2 sebelum tumbukan

v1′, v2′  = kecepatan beda 1 dan 2 sesudah tumbukan

Jenis-jenis Tumbukan

Berdasarkan sifat kelentingan atau elastisitas, tumbukan dibedakan menjadi tembukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak lenting sama sekali.

Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan lenting sempurna terjadi ketika benda yang bertumbukan tidak kehilangan energi kinetik. Perhatikan gambar berikut ini:

Tumbukan lenting sempurna

Pada tumbukan lenting sempurna maka berlaku hukum kekekalan energi kinetik dan hukum kekekalan momentum.

Tumbukan Lenting Sebagian

Tumbukan lenting sebagian terjadi ketika ada sebagian energi kinetik yang hilang. Pada jenis tumbukan ini maka hukum kekekalan energi mekanik tidak berlaku. Hanya hukum kekekalan momentum yang berlaku dan kecepatannya berkurang sesuai dengan nilai koefisien restitusinya.

Tumbukan tidak lenting sama sekali

Tumbukan ini terjadi jika salah satu benda setelah terjadi tumbukan melekat ke benda lainnya dan bergerak bersamaan. Perhatikan gambar berikut ini:

tumbukan tidak lenting sama sekali

Pada peristiwa ini hanya berlaku hukum kekekalan momentum saja.

Untuk memahami materi momentum dan impuls serta penerapan dari hukum kekekalan momentum maka perhatikan contoh soal impuls dan momentum berikut ini:

Contoh Soal Impuls dan Momentum

  1. Bola A dengan massa 800 gram digelindingkan ke kanan dengan kelajuan 10 m/s dan bola B dengan massa 400 gram digelindingkan ke kiri dengan kelajuan 5 m/s. Jika kedua bola tersebut bertumbukan, hitunglah momentumnya!
    Jawab
    ma = 200 gram = 0,8 kg
    va = 10 m/s
    mb = 400 gram = 0,4 kg
    vb = 5 m/s ke kiri
    ditanya jumlah momentumnya?
    Jawab
    P = p1 + p2
    p = mava + mb vb
    p = (0,8 . 10) + (0,4 . -5)
    p= 8 – 2
    p = 6 kg m/s
  2. Sebuah bola golf bermassa 0,25 kg dipukul dengan stik hingga melesat dengan kelajuan 60 m/s. Jika selang waktu kontak antara stik dan bola 0,05 sekon, Berapakah gaya rata-rata yang dikerjakan stik?
    Jawab
    Diketahui
    m = 0,25 kg
    v = 60 m/s
    Δt = 0,05 s
    Ditanya Gaya?
    JawabContoh Soal Impuls dan MomentumContoh Soal Impuls dan Momentum
  3. Bola 150 gram bergerak ke kanan dengan kelajuan 20 m/s menumbuk bola lain bermassa 100 gram yang mula-mula diam. Jika tumbukannya lenting sempurna, berapakah kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan?
    Diketahui
    m1 = 150 gram = 0,15 kg
    v1 = 20 m/s
    m2 = 100 gram = 0,1 kg
    v2 = 0 (karena diam)
    Ditanya kecepatan masing-masing setelah tumbukan V1′ dan v2′?
    Jawab
    Jika lenting sempurna berlaku nilai e=1, hukum kekekalan energi kinetik dan hukum kekekalan momentum maka
    Contoh soal tumbukan lenting sempurna

Demikian pembahasan lengkap kita mengenai momentum dan impuls yang disertai dengan pengertian, contoh soal momentum dan impuls serta hukum kekekalan momentum. Bagikan kepada yang lainnya ya dan jangan lupa baca materi yang lainnya.

Baca materi yang lainnya
Materi Kelas XI 
Hukum Kekekalan Energi
Momen Inersia

Leave a Reply