Kumpulan Rumus dan Konsep Tentang Impuls dan Momentum

Posted by on 23 October 2017 - 8:55 AM

Edukiper.com - Impuls dan Momentum. Kumpulan rumus, teori, rangkuman, dan konsep dasar tentang impuls dan momentum dilengkapi dengan keterangan simbol dan satuan. Kumpulan rumus impuls momentum ini disusun berdasarkan beberapa subtopik yang umum dibahas dalam bab impuls dan momentum serta disusun untuk membantu murid menghapal, mempelajari, dan memahami konsep dasar dalam materi impuls dan momentum.
Beberapa subtopik yang akan dibahas dalam kumpulan rumus impuls momentum ini antara lain rumus dasar momentum dan impuls, hubungan impuls dan momentum, hukum kekekalan momentum, jenis-jenis tumbukan, koefisien restitusi, dan beberapa kasus umum tentang tumbukan.

Kumpulan rumus impuls dan momentum ini dapat dimanfaatkan sebagai penunjang pembelajaran atau untuk menyelesaikan beberapa model soal misalnya menentukan besar momentum suatu benda yang bergerak, menentukan impuls, menentukan jenis tumbukan dan kecepatan benda setelah tumbukan, menentukan koefisien restitusi, dan sebagainya.

Rumus Dasar Momentum dan Impuls  

#1 Momentum
Besar nilai momentum suatu benda yang bergerak berbanding lurus dengan hasil kali massa benda dengan kecepatan benda tersebut.
p = m.v

Keterangan :
p = momentum (kg m/s atau N.s)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s).

#2 Impuls 
Impuls merupakan besaran yang menyatakan perubahan momentum. Besaran ini menunjukkan gaya bekerja pada waktu yang singkat. Besar impuls berbanding lurus dengan hasil kali gaya dan selang waktu.
I = F.Δt

Keterangan :
I = impuls (Ns, kg m/s)
F = gaya impuls (N)
Δt = selang waktu (s).

#3 Menentukan Impuls Dari Grafik
Jika grafik gaya (F) versus watu (t) diberikan, maka besar impuls sama dengan luas daerah di bawah grafik F terhadap t tersebut.
I = luas grafik F terhadap t

#4 Hubungan Impuls dan Momentum
I = Δp
F . Δt = m(v2 - v1)

Keterangan :
I = impuls (Ns atau kg m/s)
Δp = perubahan momentum benda (Ns)
F = gaya impuls (N)
Δt = selang waktu (s)
m = massa benda (kg)
v1 = kecepatan pada kondidi pertama (m/s)
v2 = kecepatan pada kondidi kedua (m/s).

#5 Hukum Kekekalan Momentum 
Menurut hukum ini, jika tidak ada gaya luar, jumlah momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Hukum ini berlaku pada kasus-kasus tertentu yaitu jika gaya luar yang bekerja pada benda sama dengan nol.
p1 + p2 = p'1 + p'2
m1 v1 + m2 v2 = m1 v'1 + m2 v'2

Keterangan :
p1 = momentum benda pertama sebelum tumbukan (Ns)
p2 = momentum benda kedua sebelum tumbukan (Ns)
p'1 = meomentum benda pertama setelah tumbukan (Ns)
p'2 = mementum benda kedua setelah tumbukan (Ns)
m1 = massa benda pertama (kg)
m2 = massa benda kedua (kg)
v1 = kecepatan benda pertama sebelum tumbukan (m/s)
v2 = kecepatan benda kedua sebelum tumbukan (m/s)
v'1 = kecepatan benda pertama setelah tumbukan (m/s)
v'2 = kecepatan benda kedua setelah tumbukan (m/s).

Jenis-jenis Tumbukan

#1 Tumbukan Lenting sempurna 
Sifat tumbukan lenting sempurna :
1). Berlaku hukum kekekalan momentum
m1 v1 + m2 v2 = m1 v'1 + m2 v'2

2). Berlaku kekekalan energi kinetik
½ m1 v12 + ½ m2 v22 = ½ m1 v'12 + ½ m2 v'22

3). Koefisien restitusi, e = 1
e = v2' - v1'
v1 - v2

Keterangan :
e = koefisien restitusi
v1 = kecepatan benda pertama sebelum tumbukan (m/s)
v2 = kecepatan benda kedua sebelum tumbukan (m/s)
v'1 = kecepatan benda pertama setelah tumbukan (m/s)
v'2 = kecepatan benda kedua setelah tumbukan (m/s).

#2 Tumbukan Lenting sebagian 
Karakter tumbukan lenting sebagian :
1). Hanya berlaku hukum kekekalan memontum
2). Koefisien restitusi (0 < e < 1).

#3 Tumbukan Tidak lenting sama sekali 
Karakteristik tumbukan ini antara lain :
1). Setelah tumbukan, dua benda saling menempel jadi satu
2). Kecepatan kedua benda setelah tumbukan sama v1' = v2' = v'
3). Berlaku kekekalan momentum
4). Tidak berlaku kekekalan energi kinetik
5). Koefisien restitusi (e = 0).

Karena kecepatan setelah tumbukan sama, maka persamaan kekekalan momentumnya dapat disederhankan menjadi seperti ini :
m1 v1 + m2 m2 = (m1 + m2) v'

Keterangan :
m1 = massa benda pertama (kg)
m2 = massa benda kedua (kg)
v1 = kecepatan benda pertama sebelum tumbukan (m/s)
v2 = kecepatan benda kedua sebelum tumbukan (m/s)
v' = kecepatan benda setelah tumbukan (m/s).

Beberapa Kasus Umum Mengenai Tumbukan

Kumpulan rumus impuls dan momentum

#1 Peluru dan Balok pada Ayunan
Sebuah peluru mengenai balok yang tergantung pada seutas tali dan bersarang di balok tersebut sehingga balok (bersama peluru) naik setinggi h (perhatikan gambar di atas).
vp = mp + mb . √2.g.h
mp
v' = √2.g.h

Keterangan :
vp = kecepatan peluru sebelum menumbuk balok (m/s)
mp = massa peluru (kg)
mb = massa balok (kg)
v' = kecepatan peluru dan balok setelah tumbukan (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kenaikan ketinggian balok setelah dikenai peluru (m).

#2 Peluru dan Balok di atas Bidang Kasar 
Sebuah peluru mengenai balok yang mula-mula diam di atas sebuah bidang datar kasar dan bersarang di balok sehingga balok bergeser sajauh s.
vp = mp + mb . √2.μ.g.s
mp
v' = √2.μ.g.s

Keterangan :
vp = kecepatan peluru sebelum menumbuk balok (m/s)
mp = massa peluru (kg)
mb = massa balok (kg)
v' = kecepatan peluru dan balok setelah tumbukan (m/s)
s = perpindahan balok (m)
μ = koefisien gesekan antara lantai dan balok
g = percepatan gravitasi (m/s2).

#3 Peluru dan Balok di pinggir Meja
Sebuah peluru mengenai balok yang berada di pinggir meja dan bersarang di dalam balok sehingga balok bergerak jatuh ke lantai (dalam gerak parabola) dan menempuh jarak mendatar sjauh x.
v' = x
2h/g

Keterangan :
v' = kecepatan peluru dan balok setelah tumbukan (m/s)
x = jarak mendatar yang ditempuh balok (m)
h = ketinggian meja atau posisi awal balok (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2).

#4 Peluru dan Balok pada Pegas
Sebuah peluru mengenai balok yang diletakkan di ujung pegas (pegas dalam posisi tidur) dan bersarang di balok sehingga menekan pegas sajauh Δx.
vp = mp + mb . k.Δx2
mp mp + mb

Keterangan :
vp = kecepatan peluru sebelum menumbuk balok (m/s)
mp = massa peluru (kg)
mb = massa balok (kg)
k = konstanta pegas
Δx = perubahan panjang pegas (m)

#5 Bola Jatuh bebas
Sebuah bola jatuh bebas di atas lantai dan memantul beberapa kali sebelum berhenti.
e = √h1/ho = √h2/h1 = √hn/hn-1

Keterangan :
e = koefisien restitusi
ho = ketinggian mula-mula (m)
h1 = ketinggian saat pantulan pertama (m)
h2 = ketinggian saat pantulan kedua (m).

Demikianlah kumpulan rumus tentang impuls dan momentum yang dapat kami rangkum. Jika kumpulan rumus ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.

Advertisements

0 comments :

Post a Comment