4. impuls dan momentum
DESCRIPTION
fisika dasar 1TRANSCRIPT
![Page 1: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Impuls dan Momentum
Pertemuan ke – 805/10/2011
![Page 2: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/2.jpg)
MEKANIKA 2
IMPULS DAN MOMENTUM
Dalam suatu tumbukan antara dua benda akan terjadi gaya impulsif dalam waktu relatif singkat.
Terkait dengan konsep momentum adalah konsep impuls. Berhubungan dengan kedua konsep ini adalah hukum kekekalan momentum.
Dengan mendefinisikan momentum suatu benda sebagai p = m v, Hukum II Newton dapat dinyatakan sebagai :F = dp/dt
IMPULS GAYA didefinisikansebagai :
Maka : I = p = F t Impuls sebuah dari gaya yang bekerja pada suatu partikel sama dengan perubahan momentum partikel tersebut.
tf I = F dt ti t
Fr
t
F(t)
![Page 3: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/3.jpg)
MEKANIKA 3
MOMENTUM LINEAR Tinjau sebuah partikel, mempunyai momentum p
p = m v ( m = massa; v = kecepatan ) Untuk n partikel, mempunyai momentum total P
P = p1 + p2 + ·······+ pn = m1 v1 + m2 v2 + ·······+ mn vn Momentum Total
P = M vpm ---> dp/dt = M (dvpm/dt) = M apm = Feks
Kekekalan Momentum Linear
Jika selang waktu t kecepatan sistem berubah, maka momentum berubah
Jika dibagi dengan t dan nilainya cukup kecil
p/t = Fex ; p = 0, jika tidak ada gaya luar, momentum sistem kekal
p = p1 + p2 = m1 v1 + m2 v2 p’ = p1’ + p2’ = m1 v1’ + m2 v2’p = p’ p = m1 v1 + m2 v2
![Page 4: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/4.jpg)
MEKANIKA 4
KEKEKALAN MOMENTUM
Dua partikel saling bertumbukan
Perubahan momentum pada partikel 1 :
Perubahan momentum pada partikel 2 :
‘Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem benda, maka momentum total sistem tidak berubah’
P = p1 + p2 = 0
F12 F21
m1 m2
Gaya aksi - reaksi :F21 = - F12
tf p1 = F12 dt = Fr12 t ti tf p2 = F21 dt = Fr21 t ti
![Page 5: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/5.jpg)
MEKANIKA 5
PUSAT MASSA Pusat massa adalah suatu titik pada benda yang bergerak serupa
dengan gerak partikel, walaupun di dalam geraknya benda juga berotasi atau bervibrasi.
Koordinat Pusat Massa
m1 m2
F21 F12
F1F2
Hukum Newton II : m1 a1 = F1 + F21 m2 a2 = F2 + F12
m1 a1 + m2 a2 = F1 + F2 + F12 + F21
= F1 + F2 = Feks
Percepatan efektif m1 a1 + m2 a2a = —————— m1 + m2 Maka : M apm = Feks
m1 x1 + m2 x2 mi xi X = = m1 + m2 mi
m1 y1 + m2 y2 mi yi Y = = m1 + m2 mi
![Page 6: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/6.jpg)
MEKANIKA 6
Jika benda berbentuk batang homogen, maka massa benda sebanding dengan panjang batang, sehingga massa benda dapat diganti dengan panjang.
Jika benda berupa luasan homogen, maka massa benda dapat diganti dengan luas benda.
Jika benda berupa benda homogen, maka massa
PUSAT MASSA (lanjutan)
![Page 7: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/7.jpg)
MEKANIKA 7
TUMBUKAN TUMBUKAN ELASTIK : Bila tenaga kinetiknya kekal
Dari kekekalan momentum : m1 v1 + m2 v2 = m1 v1’ + m2 v2’
Dari kekekalan tenaga kinetik : ½ m1v12
+ ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
Dengan : v1 – v2 = v2’ – v1’
v2’ – v1’v1 – v2
TUMBUKAN TIDAK ELASTIK :
Bila tenaga kinetiknya tidak kekal
v1 – v2 v2’ – v1’ atau v2’ – v1’e = ——— < 1 ; 0 < e < 1 (elastis sebagian) v1 – v2 Bila setelah tumbukan kedua benda menempel dan bergerak bersama-sama, sehingga e v1 = v2’ – v1’ ; e = 0 (tidak elastis sempurna)
m1m2 m1 m2
v2 V1’ V2
’v1
= e = 1 (elastis)
![Page 8: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/8.jpg)
MEKANIKA 8
TUMBUKAN DUA DIMENSI Hukum kekekalan momentum
– Komponen gerak arah sumbu X :
m1 v1 = m1 v1’ cos 1 + m2 v2
’ cos 2 – Komponen gerak arah sumbu Y :
0 = m1 v1’ sin 1 - m2 v2
’ sin 2
– Jika tumbukan elastis/lenting :
½ m1v12 + ½ m2 v2
2 = ½ m1v1’2 + ½ m2 v2
’2
Y
Xm1
V1
V1’
V2’
m2 q2
q1
![Page 9: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/9.jpg)
MEKANIKA 9
CONTOH1. Sebuah benda bermassa 2 Kg bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Berapa gaya
F yang dapat menghentikan benda tersebut dalam waktu 7x10-4 s.Penyelesaian: dengan menggunakan persamaan impuls bahwa I= ∆p atau F∆t = mv=mv0
2. Sebuah gerbong kereta bermassa 10000kg berjalan dengan kecepatan 24 m/s menabrak gerbong lain yang sejenis yang sedang dalam keadaan diam. Jika kedua gerbong tersebut tersambung sebagai akibat dari tumbukan .a. Berapa kecepatannya keduanya setelah terjadi tumbukan?b. Berapa besar energi kinetik awal yang diubah menjadi energi panas atau bentuk energi lainnya?Penyelesaian:
a. Berlaku hukum kekekalan momentum:
1 1 2 2 1 2
1 1 2 2
1 2
'
'
m v m v m m v
m v m vv
m m
![Page 10: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/10.jpg)
MEKANIKA 10
CONTOHb. Pada awalnya energi total adalah:
Setelah tumbukan, energi totalnya adalah:
Dengan demikian energi yang diubah menjadi bentuk lain adalah:
Ternyata sebesar setengah dari energi kinetik awal.
2 2 61 1
1 1 (10000 )(24 / ) 2,88 102 2m v kg m s x J
'2 2 61 2
1 1 (20000 )(12 / ) 1,44 102 2m m v kg m s x J
6 6 62,88 10 1,44 10 1,44 10x J x J x J
![Page 11: 4. Impuls Dan Momentum](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022081809/55cf8f1f550346703b9924fd/html5/thumbnails/11.jpg)
MEKANIKA 11
LATIHAN
1. Seseorang melempar bola bermassa 0,4 kg menumbuk dinding. Bola menumbuk dinding dengan kecepatan 30 m/s ke kiri dan memantul horizontal ke kanan pada 20 m/s.a. Carilah impuls dari gaya total pada bola selama tumbukan dengan dinding!b. Jika bola bersentuhan dengan dinding selama 0,01 s, carilah gaya horizontal rata-rata yang diberikan oleh dinding pada bola selama tumbukan!
2. Dua buah balok A dan B berturut-turut memiliki massa 0,5kg dan 0,3 kg bergerak berhadapan satu sama lain pada lintasan linier licin sempurna dengan va= 2m/s dan vb = -2m/s. sesudah tumbukan, balok B berjalan dengan kecepatan akhir +2m/s. Berapakah kecepatan akhir balok A? bagaimana perbandingan perubahan momentum dari kedua balok?