MomentumDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebasBelum DiperiksaLangsung ke: navigasi, cari

Ayunan Newton membuktikan adanya Hukum kekekalan momentumDalam fisika, momentum atau pusa adalah besaran yang berhubungan dengan kecepatan dan massa suatu benda.Momentum dalam mekanika klasikDalam mekanika klasik, momentum (dilambangkan dengan P) ditakrifkan sebagai hasil perkalian dari massa dan kecepatan, sehingga menghasilkan vektor.Momentum suatu benda (P) yang bermassa m dan bergerak dengan kecepatan v diartikan sebagai::

Massa merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor. Perkalian antara besaran skalar dengan besaran vektor akan menghasilkan besaran vektor. Jadi, momentum merupakan besaran vektor. Momentum sebuah partikel dapat dipandang sebagai ukuran kesulitan untuk mendiamkan benda. Sebagai contoh, sebuah truk berat mempunyai momentum yang lebih besar dibandingkan mobil yang ringan yang bergerak dengan kelajuan yang sama. Gaya yang lebih besar dibutuhkan untuk menghentikan truk tersebut dibandingkan dengan mobil yang ringan dalam waktu tertentu. (Besaran mv kadang-kadang dinyatakan sebagai momentum linier partikel untuk membedakannya dari momentum angular).Hukum Kekekalan MomentumSama seperti energi, dalam kondisi tertentu, momentum suatu sistem akan kekal atau tidak berubah. Untuk memberikan pemahaman mengenai hal tersebut, maka akan digunakan konsep Pusat Massa. Misal jika ada sebuah sistem yang terdiri dari beberapa benda dengan massa bergerak dengan kecepatan masing-masing adalah , maka kecepatan pusat massa sistem tersebut adalah:

Dan jika sistem tersebut bergerak dengan dipercepat dengan percepatan masing-masing adalah , maka percepatan pusat massa sistem tersebut adalah:

Sekarang jika benda-benda tersebut masing-masing diberi gaya , maka benda-benda tersebut masing-masing memiliki percepatan:

Sehingga percepatan pusat massa sistem dapat dinyatakan sebagai:

Notasi merupakan notasi yang menyatakan resultan gaya yang bekerja pada sistem tersebut. Jika resultan gaya yang bekerja pada sistem bernilai nol (), maka sistem tersebut tidak dipercepat (). Jika sistem tidak dipercepat, artinya sistem tersebut kecepatan pusat massa sistem tersebut konstan (). Jadi dapat disimpulkan bahwa:

Notasi di atas merupakan notasi dari hukum kekekalan momentum. Jadi total momentum suatu sistem akan selalu kekal hanya jika resultan gaya yang bekerja pada sistem tersebut bernilai nol.

D.TumbukanVersi Bahasa Inggris [Klik disini]Tumbukan dapat berlangsung secara singkat dan dapat pula berlangsung lama. Pada semua proses tumbukan, benda-benda yang saling bertumbukan akan berinteraksi dengan kuat hanya selama tumbukan berlangsung kalaupun ada gaya eksternal yang bekerja, besarnya akan jauh lebih kecil daripada gaya interaksi yang terjadi, dan oleh karenanya gaya tersebut diabaikan.Jika energi kinetik total benda-benda setelah tumbukan sama dengan energi kinetik total benda-benda sebelum tumbukan, tumbukannya disebut tumbukan elastik sempurna . sebaliknya jika energi kinetik total kedua benda setelah tumbukan tidak sama dengan energi kinetik total kedua benda sebelum tumbukan , tumbukannya disebut tumbukan tak elastik atau tumbukan tak lenting.Selanjutnya disini akan dijelaskan lebih lanjut;1. Tumbukan lenting sempurna pada satu dimensiIngat ! jika pada tumbukan tidak terjadi kehilangan energi kinetik, maka tumbukan yang terjadi bersifat lenting sempurna. Disini akan dibahas tumbukan satu dimensi dimana kecepatan benda yang bertumbukan terletak segaris. Misalnya sepanjang sumbu-x seperti pada gambar 6 berikut;

Gambar 6. Ilustrasi 2 Bola Sebelum dan Sesudah TumbukanBerdasarkan Hukum Kekalan Momentum diperoleh;

atau

oleh karena tumbukan yang terjadi adalah lenting sempurna, energi kinetiknya tetap, yaitu:

atau

Dengan mengingat,maka persamaan ketika terjadi tumbukan lenting sempurna dapat dituliskan sebagai berikut

jika persamaan tersebut dibagi dengan persamaan;

maka diperoleh persamaan sebagai berikut:

2. Tumbukan lenting sempurna pada bidangTumbukan ini terjadi pada bidang dua dimensi yang tidak segaris, melainkan sebidang (dua dimensi). Contoh tumbukan semacam ini adalah tumbukan yang terjadi pada dua bola billiar atau tumbukan yang terjadi pada tumbukan dua mobil yang sejenis dan melaju dengan kecepatan yang sama seperti pada gambar 7. ;

Gambar 7. Ilustrasi 2 Bola Bertumbukan Pada BidangDengan menerapkan hukum kekekalan momentum pada arah sumbu x, diperolehkarena pada awalnya kedua benda tidak bergerak pada arah y, maka komponen momentum dari arah y bernilai nol;

Pada tumbukan lenting sempurna, harga koefisien restitusi adalah sebagai berikut:

3. Tumbukan tidak lentingDalam tumbukan ini, setelah tumbukan kedua benda akan bergerak bersama seperti pada gambar 8.

Gambar 8. Ilustrasi Tumbukan Tidak Lentingsehingga berlaku Dengan demikian, Hukum kekekalan momentumnya berbentuk:

Dengan demikian, kecepatan kedua benda setelah tumbukan dapat dihitung dengan rumus:

Jika salah satu benda misalnya m2 semula diam, maka persamaanya menjadi:Jadi, dengan hanya mengukur massa dan kecepatan sebelum tumbukan, kecepatan benda setelah tumbukan dapat diperhitungkan. Dalam tumbukan tidak lenting, energi kinetik setelah tumbukan selalu lebih kecil daripada energi kinetik sebelum tumbukan. Rumus energi kinetik sebelum tumbukan adalah

Rumus energi kinetik setelah tumbukan adalahPerbandingan enrgi kinetik setelah tumbukan dengan energi kinetik sebelum tumbukan adalahcatatan: persamaan tersebut berlaku jika semula massa m2 diam.Pada tumbukan tidak lenting, harga koefisien restitusi adalah sebagai berikut:

4. Tumbukan lenting sebagianSebagian besar tumbukan yang terjadi antara dua benda adalah tumbukan lenting sebagian. Misalnya, bola tenis yang bertumbukan dengan raket atau bola baseball yang dipukul. Analisis tumbukan tidak lenting sebagian melibatkan koefisien restitusi (e) . koefisien restitusi didefinisikan sebagai harga negatif dari perbandingan antara besar kecepatan relatif kedua benda setelah tumbukan dan sebelum tumbukan.

Pada tumbukan lenting sebagian, harga koefisien restitusi