Tuliskan yang dimaksud dengan impuls dan momentum dan berikan contoh dalam kehidupan sehari hari

You're Reading a Free Preview
Pages 4 to 6 are not shown in this preview.

Rumus Impuls – Impuls merupakan sebuah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu yang hanya sesaat. Bisa di artikan, impuls adalah sebuah peristiwa bekerja nya gaya dalam waktu yang sangat singkat. Untuk lebih lengkapnya lagi simaklah pembahasan kami mengenai Rumus Impuls mulai dari Pengertian, Rangkuman Materi, Satuan dan Contoh Dalam Kehidupan Sehari Hari di bawah ini.

Pengertian Impuls

Impuls merupakan sebuah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu yang hanya sesaat. Bisa di artikan, impuls adalah sebuah peristiwa bekerja nya gaya dalam waktu yang sangat singkat. Lalu untuk membuat sebuah benda yang diam menjadi bergerak diperlukan sebuah gaya yang bekerja pada benda tersebut selama interval dalam waktu tertentu.

Adapun gaya yang diperlukan untuk membuat sebuah benda tersebut bergerak dalam interval waktu tertentu disebut dengan impuls. Selain itu, impuls juga merupakan sebuah besaran dari hasil kali antara gaya ( vektor ) dengan selang waktu gaya tersebut bekerja ( skalar ), jadi singkat nya impuls merupakan hal yang berkaitan erat dengan arah.

Impuls juga digunakan untuk menambah, mengurangi, dan mengubah arah momentum dalam satuan waktu. Impuls juga dapat di rumuskan sebagai hasil perkalian gaya dengan interval waktu. Rumus dari impuls di tuliskan seperti berikut ini :

I = F . Δt

Keterangan :

• F = gaya ( N )

• Δt = waktu ( s )

• I = impuls ( N.s )

Hubungan Antara Impuls Dengan Momentum

Hukum newton mengatakan ” bahwa gaya yang bekerja pada sebuah benda akan sama dengan perkalian massa dan percepatan nya “. Dengan ada nya pernyataan tersebut maka akan didapatkan sebuah rumus seperti berikut ini :

F = m . a Apabila kita masukan kedalam sebuah rumus I = F . ∆t maka, akan muncul sebuah rumus yang baru seperti berikut ini :

I = F. ∆t

I = m . a ( t2 – t1 )

I = mv/t ( t2 – t1 )

I = m . v1 – m . v2

Dengan begitu bisa kita tarik sebuah kesimpulan, bahwa besar nya impuls yang di kerjakan atau bekerja pada sebuah benda akan sama dengan besar nya dengan perubahan momentum pada benda tersebut. Namun, jika tidak ada gaya luar yang mempengaruhi benda nya maka jumlah momentum akan tetap sama sebab jumlah momentum awal dan jumlah momentum akhir akan sama.

Satuan Impuls

Simaklah tabel berikut ini !

Contoh Impuls Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Contoh impuls dan momentum pada kehidupan sehari-hari:

Impuls: Menendang bola agar bola menggelinding, atau mengerem dan mempercepat motor.

Momentum: Momentum dari motor yang bergerak, bola yang menggelinding, atau kelereng yang bergerak

Pendahuluan:

Jika terjadi perubahan kecepatan (v) pada suatu benda maka akan mengakibatkan perubahan momentum (p) pada benda itu sendiri. Ini karena momentum adalah perkalian kecepatan dengan massa (m) benda.

p= m v
Perubahan momentum ini disebut dengan impuls (J). Besar impuls merupakan selisih momentum awal dan akhir (sebelum dan sesudah terjadinya tabrakan tersebut).

J = ∆p
Sehingga besar impuls yang di akibatkan oleh perubahan kecepatan benda adalah:

J = m (v2 – v1)
Impuls dan momentum memiliki satuan yang sama yakni kg m/s

Gaya yang dibutuhkan (F) untuk merubah laju benda di atas, yaitu sama dengan impuls (J) dibagi dengan waktu gaya bekerja (t).

F = J / t

Pembahasan :

Contoh perubahan momentum oleh adanya impuls yaitu pada saat mempercepat (mengegas) atau mengerem kendaraan seperti kendaraan motor.

Bila sebuah motor bermassa 125 kg berlaju dengan kecepatan 20 m/s kemudian dipercepat menjadi 60 m/s dalam waktu 5 sekon. Maka, besar impuls yang terjadi yaitu ialah:

I = m (v2 – v1)

= 125(60 – 20)

= (125)(40)

= 5000 kg m/s.

Demikianlah pembahasan kami mengenai Materi Rumus Impuls. Semoga bermanfaat.

Artikel lainnya :

Pernahkah kalian menyaksikan tabrakan antara dua kendaraan di jalan raya? Kira-kira apa yang terjadi ketika dua kendaraan bertabrakan? Jika ditinjau dari ilmu fisika, fatal atau tidaknya suatu tabrakan antara kedua kendaraan ditentukan oleh momentum kendaraan tersebut. Untuk lebih memahami mengenai ini, mari kita pelajari materi momentum dan impuls.

Dalam ilmu fisika, momentum didefinisikan sebagai besaran yang dimiliki oleh benda yang bergerak. Besarnya momentum akan bergantung kepada massa dan kecepatan dari benda tersebut. Secara matematis momentum dapat dituliskan sebagai p = mv, dengan p adalah momentum (kg m/s), m adalah massa benda (kg) dan v adalah kecepatan benda (m/s).

Berdasarkan rumus tersebut, maka bisa diketahui bahwa momentum sebanding dengan kecepatan bendanya. Dengan demikian, arah momentum sama dengan arah kecepatannya, selain itu semakin besar kecepatan suatu benda akan semakin besar momentumnya.

Sedangkan impuls adalah hasil kali antara gaya rata-rata dan selang waktu gaya tersebut bekerja. Secara matematis impuls dapat dituliskan sebagai I=FΔt, dengan I adalah impuls dalam ns, F adalah gaya yang diberikan dalam newton, dan Δt adalah selang waktu dalam sekon.

Hubungan Impuls dan Momentum

Hubungan antara impuls dan momentum dijelaskan oleh teorema impuls-momentum. Teorema impuls-momentum menyatakan bahwa impuls yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum dari benda tersebut.

(Baca juga: Mengenal 3 Klasifikasi Materi)

Berdasarkan hukum II Newton menyatakan bahwa gaya (F) yang diberikan pada suatu benda besarnya sama dengan perubahan momentum (Δp) benda persatuan waktu (Δt). Secara matematis hubungan antara impuls dan perubahan momentum dapat dituliskan sebagai berikut: I=Δp=p2−p1

Hukum kekebalan Momentum

Hukum kekebalan momentum menyatakan bahwa jika tidak terdapat gaya luar yang bekerja pada system maka momentum benda sebelum dan setelah tumbukan adalah sama. Ini berarti total momentum system benda sebelum tumbukan selalu sama dengan total momentum system benda setelah tumbukan. Secara matematis hukum kekebalan momentum dapat dituliskan sebagai berikut : m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

Keterangan :

Dengan m1 adalah massa benda  1

m2  adalah massa benda  2

v1  adalah kecepatan benda  1  sebelum tumbukan

v2 adalah kecepatan benda  2  sebelum tumbukan

v1 ’ adalah kecepatan benda  1  setelah tumbukan

v2 ’ adalah kecepatan benda  2  setelah tumbukan.

Tumbukan

Tumbukan dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak lenting sempurna. Untuk mengetahui jenis tumbukan dapat dilihat dari nilai koefisien restitusinya yaitu nilai negatif dari perbandingan antara besar kecepatan relatif kedua benda setelah tumbukan dan sebelum tumbukan. Secara matematis, nilai koefisien restitusi dapat dituliskan sebagai berikut :

Nilai-nilai koefisien restitusi untuk ketiga jenis tumbukan tersebut, yaitu:

Pada tumbukan lenting sempurna, nilai e = 1

Pada tumbukan lenting sebagian, 0 < e < 1

Pada tumbukan tidak lenting sempurna, e = 0

Halo Quipperian! Pada kesempatan kali ini Quipper Blog akan membahas suatu topik yang menarik lho untuk kalian yaitu “Aplikasi Momentum dan Impuls dalam Kehidupan Sehari-hari”. Tahukah kamu, pentingnya pengetahuan akan konsep momentum dan impuls akan meringankan cedera bagi seorang atlet yang sedang bertanding? Atau tahukah kamu, konsep momentum dan impuls juga digunakan sebagai desain faktor keselamatan di dalam sebuah mobil sehingga dapat mengurangi angka kematian yang terjadi pada kecelakan mobil. Bagaimana? Menarik, bukan? Oleh sebab itu, pada sesi kali ini Quipper Blog akan membahas secara detail tentang: 

1. Konsep Hukum momentum dan impuls
2. Hukum kekekalan Momentum
3. Hubungan gaya Impulsif dan reaksinya terhadap tubuh
4. Contoh-contoh aplikasi momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari.

Yuk, langsung saja simak pembahasan momentum dan impuls di bawah ini!

Konsep Hukum Momentum dan Impuls

Definisi Momentum dalam fisika adalah ukuran kesukaran untuk memberhentikan gerak suatu benda. Momentum merupakan besaran vektor. Secara matematis, rumusnya adalah sebagai berikut: 

Di mana 

p = momentum ( kg m/s)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan benda ( m/s)

Sedangkan impuls (I) adalah hasil kali gaya impulsif rata-rata (F) dan selang waktu singkat (Δt) selama gaya impulsif bekerja. Impuls merupakan besaran vektor dan arahnya searah dengan arah gaya impuls F. secara matematis, impuls dirumuskan sebagai berikut: 

Jika gaya impulsif, F, termasuk yang berubah terhadap waktu, t, dapat Quipperian gambarkan grafik F-t nya. Nilai impulsnya merupakan luasan raster di bawah grafik F-t.

Momentum dan impuls mempunyai suatu hubungan yang dikenal dengan nama teorema impuls-momentum. Bunyi teoremanya adalah “impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda tersebut, yaitu beda antara momentum akhir dengan momentum awalnya”. 

Secara matematis, rumusan teorema impuls-momentum adalah sebagai berikut: 

Momentum

Suatu momentum selalu melibatkan sedikitnya dua benda. Misalnya, bola billiar A dan bola billiar B. Sesaat sebelum tumbukan, bola A bergerak mendatar ke kanan dengan momentum mava dan bola B bergerak mendatar ke kiri dengan momentum mbvb. Momentum sistem partikel sebelum tumbukan tentu saja sama dengan jumlah momentum bola A dan bola B sebelum tumbukan. 

Momentum sistem partikel sesudah tumbukan tentu saja sama dengan jumlah momentum bola A dan bola B sesudah tumbukan. 

Dari peristiwa tumbukan mendatar di atas, dapat simpulkan bahwa momentum total sistem sesaat sebelum tumbukan sama dengan momentum total sistem sesaat sesudah tumbukan, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem. Pernyataan ini dikenal dengan nama hukum kekekalan momentum linier. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut: 

Gaya Impulsif

Suatu benda yang mengalami pergerakan dalam selang waktu yang singkat disebut gaya impulsif. Untuk memahami konsep gaya impulsif, Quipper Blog akan memberikan ilustrasi singkat seperti ini: Pernahkah Quipperian melihat pertandingan sepakbola? Misalnya seorang penjaga gawang meletakkan bola yang diam di garis gawang, lalu menendang bola tersebut ke arah depan, menyebabkan bola tersebut bergerak ke depan menuju kawan dari penjaga gawang tersebut. Nah, kita mengetahui bahwa bola yang diam akan bergerak ketika gaya tendangan penjaga gawang pada bola. Gaya tendangan pada bola termasuk gaya kontak yang bekerja hanya dalam waktu singkat disebut gaya impulsif. Gaya impulsif mengawali suatu percepatan dan menyebabkan bola bergerak cepat dan semakin cepat. 

Untuk membahas hubungan gaya impulsif pada tubuh, Quipper Blog akan memberikan 2 ilustrasi sebagai berikut: 

Gaya impulsif menyebabkan rasa sakit pada diri apabila kontak yang terjadi pada tubuh kita dalam selang waktu yang kecil. Contohnya dalam pertandingan atau latihan judo selalu diadakan di atas matras bukan di atas lantai dan juga seorang atlet karateka selalu menarik kepalan tangannya secara cepat sewaktu melayangkan pukulan lurus pada diri lawannya. Pada kasus pertama ketika pejudo dibanting di atas matras atau lantai, impuls yang dialaminya sama. 

Namun karena selang waktu kontak antara punggung pejudo dan matras berlangsung lebih lama daripada antara punggung pejudo dan lantai, maka gaya impulsif yang dikerjakan matras pada punggung lebih kecil daripada gaya impulsif yang dikerjakan lantai pada punggung. Sebagai akibatnya, pejudo yang dibanting di matras dapat menahan rasa sakit akibat bantingan yang dialaminya. Pada kasus yang kedua, teknik karateka tersebut dimaksudkan agar selang waktu kontak antara kepalan tangan karateka dan badan lawan yang dipukulnya berlangsung sesingkat mungkin sehingga lawannya menderita gaya impulsif yang lebih besar. Jadi kesimpulannya adalah rasa sakit pada atlet disebabkan oleh gaya impulsif. 

Penerapan Konsep Momentum dan Impuls

Ada beberapa penerapan konsep impuls dan hukum kekekalan momentum linier di dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya desain faktor keselamatan mobil (impuls) dan peluncuran roker (hukum kekekalan momentum). Prinsip dan konsep dari contoh tersebut  adalah sebagai berikut: 

a. Desain faktor keselamatan mobil

Sebuah mobil yang memperhatikan faktor keselamatan di dalamnya terdiri dari kantung udara, sabuk pengaman, rangka bodi yang kuat, dan gumpalan pada bagian depan dan belakang mobil. Desain faktor keselamatan pada mobil ditunjukkan pada gambar 5. Dalam pembuatan desain faktor keselamatan mobil menggunakan prinsip dari gaya impulsif. Bagian depan dan belakang mobil didesain agar dapat menggumpal secara perlahan ketika tabrakan yang terjadi sehingga menyebabkan selang waktu kontak lebih lama dan sangat mengurangi gaya impulsif yang akan diterima pengemudi. 

Sebuah kantung udara diletakkan di antara setir dan pengemudi dibuat dari bahan yang lunak. Hal ini dikarenakan supaya impuls yang diberikan kantong udara akan berlangsung lebih lama dan akan mengurangi gaya impulsif yang dikerjakan kantong udara pada pengemudi. Fungsi kantung udara antara lain : sebagai penyangga karena tabrakan membuat mobil berhenti dengan cepat, pengurang momentum karena pengendara bergerak ke depan dengan cepat, sebuah impuls untuk pengurang momentum pengendara sehingga menjadi nol (memberhentikan pengendara). 

Sebuah sabuk keselamatan dibuat dari bahan elastis seperti karet dan letaknya kira-kira kurang dari 50 cm. Sabuk keselamatan ini didesain untuk dapat memberikan impuls yang dapat memberhentikan pengemudi dalam selang waktu tertentu (waktu kontak) setelah pengemudi dan sabuk keselamatan menempuh jarak tertentu yang aman. Sabuk keselamatan harus dibuat dengan bahan elastis dan tidak boleh dari bahan yang kaku hal ini dikarenakan pada saat tabrakan, sabuk akan mengerjakan impuls pada tubuh pengemudi dalam waktu yang sangat singkat (mendekati nol). Hal tersebut memberikan gaya impulsif yang sangat besar yang bekerja pada tubuh pengemudi sehingga akan sangat menyakitkan pengemudi, bahkan dapat membahayakan jiwanya.

b. Gaya dorong pada roket

Sebuah roket yang akan bergerak menuju ke luar angkasa akan mengalami gaya dorong. Gaya dorong ini sesuai dengan prinsip dari perubahan momentum yaitu:

Perubahan momentum udara yang terjadi di dalam roket menyebabkan roket mengerjakan gaya vertikal ke bawah pada udara dalam roket. Sesuai dengan hukum III newton, muncul reaksi, yaitu udara dalam roket mengerjakan gaya pada roket dengan besar yang sama, tetapi arahnya berlawanan sehingga gaya yang dikerjakan udara dalam roket pada roket berarah vertikal ke atas. Gaya vertikal ke atas yang bekerja pada roket inilah yang kita sebut sebagai gaya dorong pada roket sehingga roket dapat bergerak naik (gaya dorong ke atas roket). Rumusan matematis yang terjadi pada roket adalah sebagai berikut: 

Sehingga hukum kekekalan momentum yang dikerjakan roket adalah: 

Bagaimana Quipperian sudah mulai memahami aplikasi momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari? Ternyata banyak juga ya penerapan konsep dari pelajaran yang kita pelajari selama ini di kehidupan sehari-hari. Apabila Quipperian ingin memahami konsep-konsep pelajaran beserta aplikasi nya di kehidupan sehari-hari. Mari bergabung bersama Quipper Video. Karena banyak video pelajaran menarik yang dilengkapi dengan animasi yang keren-keren sehingga membantu kalian untuk memahami setiap konsep pelajaran yang kalian pelajari dengan gampang, asyik, dan menyenangkan. Ayo bergabung bersama Quipper Video!

[spoiler title=SUMBER]

Penulis: William Yohanes