momentum,impuls dan tumbukan

A. MOMENTUM
Dalam fisika, momentum berkaitan dengan kuantitas gerak yang dimiliki oleh suatu benda yang bergeak yaitu kecepatan. Dalam hal ini, momentum didefinisikan sebagai hasil kali antara massa dan kecepatan benda. Secara matematis momentum dapat ditentukan dengan persamaan,
p = m.v
dengan,
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
p = monetum benda (kg.m/s)
Karena kecepatan merupakan besaran vektor, sedangkan massa merupakan besaran skalar, maka momentum merupakan besaran vektor. Jadi momentum mempunyai nilai dan arah.
Contoh :
Sebuah benda bermassa 10 kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 5 m/s.
Untuk menyatakan momentum benda tidak cukup dengan menyatakan benda memiliki
momentum sebesar 50 kg.m/s, tetapi arahnya harus disebutkan. Dalam hal ini benda memiliki momentum sebesar 50 kg.m/s ke kanan.

B. IMPULS
Apapbila sebuah gaya F bekerja pada sebuah benda bermassa m dalam selang waktu tertentu Dt
sehingga kecepatan benda tersebut berubah, maka momentum benda tersebut akan berubah.
Dalam hal ini, berdasarkan hukum kedua Newton dan definisi percepatan, maka diperoleh
persamaan berikut,
F = m.a
Jika kedua persamaan di atas disubstitusikan, akan diperoleh persamaan,
F.Dt = mv2 - mv1
F.Dt dinamakan impuls,mv2 - mv1 adalah perubahan momentum (momentum akhir –
momentum awal). Dengan demikian diperoleh hubungan impuls dan momentum sebagai berikut,
I = F.Dt = Dp = mv2 - mv1
dengan,
I = impuls (N.s)
F = gaya (N)
Dt = selang waktu (s)
Dp = perubahan momentum (kg.m/s)
Dari persamaan di atas dapat dikatakan, impuls adalah perubahan momentum yang dialami suatu benda.

C. HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM
Dua benda bergerak saling mendekat dengan kecepatan v1 dan v2. Kedua bola akan bertumbukan sehingga setelah tumbukan benda (1) akan berbalik arah ke kiri dengan kecepatan v1’ dan benda (2) akan berbalik arah ke kanan dengan kecepatan v2’.
Pada peristiwa semua tumbukan akan berlaku hukum kekekalan momentum, sehingga pada
proses tumbukan tersebut berlaku,
“momentum kedua benda sebelum tumbukan sama dengan momentum kedua benda setelah
tumbukan”
sehingga berlaku persamaan,
m1v1+m2v2=m1v1'=m2v2'
p1+p2=p1'+p2'
Persamaan di atas disebut dengan hukum kekekalan momentum. Dalam hal ini hukum kekekalan
momentum menyatakan bahwa “jumlah momentum benda sebelum tumbukan sama dengan
jumlah meomentum benda setelah tumbukan”.
D. JENIS-JENIS TUMBUKAN
Peristiwa tumbukan antara dua buah benda dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu :
· tumbukan lenting sempurna
· tumbukan lenting sebagian
· tumbukan tidak lenting sama sekali
Perbedaan tumbukan-tumbukan tersebut dapat diketahui berdasarkan nilai koefisien tumbukan
1. Tumbukan Lenting Sempurna
Tumbukan antara dua buah benda dikatakan lenting sempurna apabila jumlah energi kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan tetap, sehingga nilai koefisien restitusi sama dengan 1 (e=1).
2. Tumbukan Lenting Sebagian
Pada tumbukan lenting sebagian, hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku karena terjadi perubahan energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan. Pada tumbukan lening sebagian hanya berlaku hukum kekekalan momentum saja dan koefisien restitusi tumbukan lenting sebagian mempunyai nilai diantara nol dan satu.
3. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali
Tumbukan antara dua buah benda dikatakan tidak lenting sama sekali sesudah tumbukan kedua benda menjadi satu (bergabung), sehingga kedua benda memiliki kecepatan sama yaitu v’.Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, jumlah energi kinetik benda sesudah tumbukan lebih
kecil dibanding jumlah energi kinetik benda sebelum tumbukan. Jadi pada tumbukan ini terjadi pengurangan energi kinetik.Nilai koefisien restitusi pada tumbukan tidak lenting sama sekali adalah nol (e = 0).