HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM
Hukum kekekalan momentum diterapkan pada proses tumbukan semua jenis,
dimana prinsip impuls mendasari proses tumbukan dua benda, yaitu I1 = -I2.
Jika dua benda A dan B dengan massa masing-masing MA dan MB serta
kecepatannya masing-masing VA dan VB saling bertumbukan, maka :
MA VA + MB VB = MA VA + MB VB
VA dan VB = kecepatan benda A dan B pada saat tumbukan
VA dan VB = kecepatan benda A den B setelah tumbukan.
Dalam penyelesaian soal, searah vektor ke kanan dianggap positif, sedangkan ke kiri
dianggap negatif.
Dua benda yang bertumbukan akan memenuhi tiga keadaan/sifat ditinjau dari
keelastisannya,
a. ELASTIS SEMPURNA : e = 1
e = (- VA' - VB')/(VA - VB)
e = koefisien restitusi.
Disini berlaku hukum kokokalan energi den kokekalan momentum.
b. ELASTIS SEBAGIAN: 0 vB. Setelah
tumbukan kecepatan benda berubah menjadi vA’ dan vB’. Bila FBA adalah gaya dari A
yang dipakai untuk menumbuk B dan FAB gaya dari B yang dipakai untuk menumbuk A,
maka menurut hukum III Newton :
Jumlah momentum dari A dan B sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama/tetap.
Hukum ini disebut sebagai HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM LINIER.
TUMBUKAN.
Pada setiap jenis tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum tetapi tidak selalu
berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Sebab disini sebagian energi mungkin diubah
menjadi panas akibat tumbukan atau terjadi perubahan bentuk :
Macam tumbukan yaitu :
Tumbukan elastis sempurna
yaitu tumbukan yang tak mengalami perubahan energi.
Koefisien restitusi e = 1
Tumbukan elastis sebagian
yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik sebab ada sebagian
energi yang diubah dalam bentuk lain, misalnya panas.Koefisien restitusi 0
Tumbukan tidak elastis
yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik dan kedua benda
setelah tumbukan melekat dan bergerak bersama-sama.
Koefisien restitusi e = 0
Besarnya koefisien restitusi (e) untuk semua jenis tumbukan berlaku :
Tumbukan yang terjadi jika bola dijatuhkan dari ketinggian h meter dari atas lanmtai.
Kecepatan bola waktu menumbuk lantai dapat dicari dengan persamaan
Setiap benda yang bergerak mempunyai momentum.
Momentum juga dinamakan jumlah gerak yang besarnya berbanding lurus dengan massa
dan kecepatan benda.
Suatu benda yang bermassa m bekerja gaya F yang konstan, maka setelah waktu Δt benda
tersebut bergerak dengan kecepatan :
vt = vo + a . Δt
vt = vo + . Δt
F . Δt = m . vt – m.vo
Besaran F. Δt disebut : IMPULS sedangkan besarnya m.v yaitu hasil kali massa dengan
kecepatan disebut : MOMENTUM
m.vt = momentum benda pada saat kecepatan vt
m.vo = momentum benda pada saat kecepatan vo
Kesimpulan
Momentum ialah :
Hasil kali sebuah benda dengan kecepatan benda itu pada suatu saat.
Momentum merupakan besaran vector yang arahnya searah dengan
Kecepatannya.
ada juga yang mengatakan sebagai karakteristik suatu benda.
Satuan dari mementum adalah kg m/det atau gram cm/det
Impuls adalah :
Hasil kali gaya dengan waktu yang ditempuhnya. Impuls merupakan
Besaran vector yang arahnya se arah dengan arah gayanya.
Perubahan momentum adalah akibat adanya impuls dan nilainya sama dengan impuls.
IMPULS = PERUBAHAN MOMENTUM
Hukum Kekekalan Momentum
Hukum Kekekalan Momentum dan Tumbukan
“Jumlah momentum suatu sistem sebelum dan sesudah tumbukan akan selalu tetap”
Pernyataan di atas disebut hukum kekekalan momentum dan ditulis dengan persamaan:
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1’ + m2.v2’
m1 = massa benda 1
m2 = massa benda 2
v1 = kecepatan benda 1 sebelum tumbukan
v2 = kecepatan benda 2 sebelum tumbukan
v1’ = kecepatan benda 1 sesudah tumbukan
v2’ = kecepatan benda 2 sesudah tumbukan
Jenis-jenis Tumbukan
1. Tumbukan lenting sempurna (elastis sempurna)
Tumbukan lenting sempurna yaitu tumbukan dimana tidak ada energi kinetik yang hilang
dari sistem. Dalam tumbukan ini berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum
kekekalan energi kinetik. Dalam hal ini berlaku persamaan :
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1’ + m2.v2’ ……………………….(1) dan
½ m1.v12 + ½ m2.v22 = ½ m1.(v1’)2 + ½ m2.(v2’)2 ……..(2)
Dengan membagi persamaan (2) dengan persamaan (1), maka akan didapatkan
persamaan :
v1 + v1’ = v2 + v2’
2. Tumbukan tidak lenting sama sekali
Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, sesudah tumbukan kedua benda bergabung
menjadi satu dan bergerak bersama-sama. Dengan demikian, maka kecepatan kedua
benda setelah bertumbukan adalah sama.: v1’ = v2’ = v’
Pada tumbukan ini persamaan hukum kekekalan momentum dapat ditulis sbb:
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1’ + m2.v2’
karena v1’ = v2’ = v’, maka:
m1.v1 + m2.v2 = m1.v’ + m2.v’
atau dapat juga ditulis :
m1.v1 + m2.v2 = (m1 + m2).v’
v’ = kecepatan benda setelah tumbukan ( m/s )