Materi Fisika Momentum!
Daftar Isi
Pengertian Momentum
Anda mungkin sudah mengetahui istilah ini dalam kehidupan sehari-hari. Istilah Momentum sering dipakai oleh sebuah perusahaan atau komentator olahraga contohnya : “Inilah momentum yang tepat untuk memasarkan produk terbaru bagi perusahaan kita atau inilah momentum yang tepat untuk berbalik menyerang lawan supaya dapat mencetak goal”.
Definisi Momentum dalam kehidupan dari kalimat tersebut adalah waktu optimum/terbaik dalam mengerjakan suatu hal. Namun, pengertian Momentum dalam Fisika berbeda dengan pengertian sehari-hari. Dalam Fisika, Momentum didefinisikan sebagai ukuran kesukaran untuk memberhentikan gerak suatu benda. Contoh, jika dua benda bergerak dengan kecepatan yang sama, benda A memiliki massa yang besar sedangkan benda B memiliki massa yang kecil.
Sesuai definisinya, maka momentum terbesar dimiliki benda A. Hal ini sesuai rumus umumya atau disebut Momentum Linier, yaitu:
Di mana
p = momentum (kg m/s)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
Momentum merupakan besaran vektor. Sehingga besaran ini pasti memiliki nilai dan arah. Syarat terjadinya suatu Momentum/Tumbukan selalu melibatkan sedikitnya dua benda. Contohnya peristiwa Momentum diperlihatkan pada gambar di bawah ini.
Jenis-jenis Tumbukan
Tumbukan memiliki 3 jenis yaitu Tumbukan lenting sempurna, Tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali.
- Tumbukan lenting sempurnaadalah peristiwa tumbukan yang terjadi jika energi kinetik pada sistem tersebut adalah tetap (berlaku hukum kekekalan energi kinetik), contohnya peristiwa Tumbukan pada bola billiard.
- Tumbukan lenting sebagian adalah adalah peristiwa tumbukan yang terjadi jika pengurangan energi kinetik sistem (tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik).
- Tumbukan tidak lenting sama sekaliadalah peristiwa tumbukan yang terjadi apabila hasil akhir dari proses tumbukan membuat benda dalam keadaan menempel (bergabung sehingga kedua benda dapat dianggap sebagai satu benda) dan keduanya bergerak dengan kecepatan yang sama contohnya penembakan bandul balistik.
1) Tumbukan Lenting Sempurna
Bunyi hukum Tumbukan lenting sempurna adalah “untuk tumbukan lenting sempurna, kecepatan relatif sesaat sesudah tumbukan sama dengan minus kecepatan relatif sesaat sebelum tumbukan”. Rumus umum dari Tumbukan lenting sempurna adalah sebagai berikut:
Di mana: notasi aksen(‘) misalnya V’ diberikan untuk besaran kecepatan dan Momentum sesaat sesudah tumbukan.
Pada tumbukan lenting sempurna juga berlaku hukum kekekalan energi kinetik (energi mekanik dan energi potensial sistem tetap), yaitu jumlah energi kinetik sistem sebelum dan sesudah tumbukan.
2) Tumbukan Lenting Sebagian
Pada tumbukan lenting sebagian tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik karena ada sejumlah energi kinetik hilang dalam bentuk panas dan bunyi pada proses tumbukan. Soal-soal tumbukan lenting sebagian umumnya diselesaikan dengan gabungan dari dua persamaan di bawah ini yaitu:
e disebut koefisien restitusiyakni negatif perbandingan antara kecepatan relatif sesaat sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sesaat sebelum tumbukan, untuk tumbukan satu dimensi. Secara matematis, koefisien restitusi adalah sebagai berikut:
Nilai koefisien restitusi adalah terbatas, yaitu antara nol dan satu (0 ≤ e ≤ 1).Koefisien restitusi sering dipakai pada kasus terjadi pada bola yang dipantulkan. Contohnya bola tenis dijatuhkan pada ketinggian h1. Bola mengenai lantai dan terpental dengan ketinggian h2, di mana h2< h1, nilai koefisien restitusi untuk tumbukan antara bola tenis jatuh bebas dan mengenai lantai dapat dinyatakan oleh persamaan di bawah ini:
3) Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali
Pada tumbukan tidak lenting sama sekali tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik (energi mekanik) karena sebagian energi pada proses tumbukan hilang dalam bentuk panas dan bunyi ke lingkungan sekitar tumbukan. Sesaat sesudah proses tumbukan, kedua benda yang bertumbukan bergabung menjadi satu sistem dan bergerak bersama-sama, sehingga:
Karena itu, nilai koefisien restitusi adalah:
Soal-soal yang berkaitan dengan tumbukan tidak lenting sama sekali dapat diselesaikan dengan persamaan di bawah ini, yaitu:
Sudah dijelaskan sebelumnya contoh kasus dari tumbukan tidak lenting sama sekali adalah ayunan balistik. Apabila ingin menentukan nilai kecepatan sesaat peluru anda dapat menggunakan Rumus Super di bawah ini:
Tips dan Trik Menyelesaikan Soal Tumbukan
Tips dan Trik dari Quipper Blog untuk menyelesaikan kasus-kasus dari soal-soal Tumbukan adalah sebagai berikut:
- Tulis informasi-informasi yang diketahui serta yang ditanyakan pada soal beserta satuan yang diberikan. Hal ini bertujuan agar mempermudah menuju langkah selanjutnya yaitu pengelompokkan tipe soal.
- Kelompokkan tipe soal berdasarkan informasi yang didapat. Contoh, apabila dalam soal hanya diketahui massa dan kecepatan dan yang ditanyakan sebuah Momentum, maka kita dapat menggunakan rumus Momentum linier.
- Apabila dalam soal, terdapat dua massa yang saling mendekat dan kita harus menentukan kecepatan masing-masing setelah tumbukan dapat dipastikan itu adalah Tumbukan lenting sempurna. Apabila di soal diketahui massa benda tersebut sama besar, maka Rumus dari soal ini adalah kecepatan bola pada setelah tumbukan adalah hasil penukaran dari kecepatan sebelum tumbukan. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut:
Dan apabila contoh soal berbentuk koefisien restitusi, perlu anda ingat bahwa nilai koefisien restitusi pada tumbukan lenting sempurna adalah 1.
- Apabila dalam soal terdapat sebuah massa pertama yang diam lalu massa kedua ditembakkan atau didekatkan dan hasil akhir massa tersebut saling bergabung dan bergerak, dapat dipastikan soal tersebut bertipe Tumbukan tidak lenting sama sekali. Dan apabila ditanyakan nilai koefisien restitusi dari soal bertipe tumbukan tidak lenting sama sekali nilai koefisien restitusinya adalah 0.
Latihan Soal
Soal 1: Momentum Linier
Pembahasan:
Soal 2: Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali
Pembahasan:
Soal 3: Koefisien Restitusi
Pembahasan:
Soal 4: Tumbukan Lenting Sempurna
Pembahasan:
Soal 5: Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali
Pembahasan:
Sumber:
- Kanginan, Marthen. 2013. Fisika untuk SMA /MA kelas X Kurikulum 2013.Jakarta: Erlangga
- Kanginan, Marthen. 2017. Master Book Physic (Metode Cepat Menjadi Master Fisika). Bandung: Yrama Widya
- www.fisikazone.com/tumbukan
Sumber gambar:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar