Sabtu, 20 April 2013

makalah fisika momentum dan impuls


FISIKA

MOMENTUM & IMPULS
LOGO SMA ABU2.jpg
Disusun oleh :
 AGUNG GUMELAR
NISN : 9953552614

 XI - IPA 1
Guru mapel : Drs. Unang Saepudin juhri

SMA NEGRI 1 CARINGIN
Jl. Mayjen H Edi Sukma Km 16  Kecamatan Caringin Telp (0251)8242246
e-mail : smancar@yahoo.co.id
TAHUN AJARAN 2011/2012
KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT. bahwa saya telah menyelesaikan tugas mata pelajaran fisika dengan membahas pelajaran dalam bentuk makalah.
Dalam penyusunan tugas atau materi ini, tidak sedikit hambatan yang saya hadapi. Namun saya menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan materi ini tidak lain berkat bantuan, dorongan dan bimbingan orang tua, sehingga kendala-kendala yang saya hadapi dapat teratasi. Oleh karena itu saya mengucapkan terima kasih kepada :
Bapak guru yang telah memberikan tugas, petunjuk, kepada saya sehingga saya termotivasi dan  dapat menyelesaikan tugas ini.
Orang tua yang telah turut membantu, membimbing, dalam mengatasi berbagai kesulitan sehingga tugas ini selesai.
Semoga materi ini dapat bermanfaat dan menjadi sumbangan pemikiran bagi pihak yang membutuhkan, khususnya bagi saya sehingga tujuan yang diharapkan dapat tercapai, Amiin.
Dan tak lupa pula kami meminta maaf  jika dalam makalah ini terdapat  banyak kesalahan dan kekurangan, karena itu kritik serta saran yang membangun sangat kami harapkan.

  Bogor, November 2011

                                                                                                                             Penyusun





DAFTAR ISI

Kata pengantar.........................................................................................................    i
Daftar isi...................................................................................................................   ii
BAB I PENDAHULUAN
            1. Latar belakang..........................................................................................1
            2. Pembatasan masalah.................................................................................1
            3. Tujuan penelitian.....................................................................................1
            4. metode penelitian.....................................................................................   1
            5. kegunaan peneletian.................................................................................   2
BAB II KAJIAN PUSTAKA
            1. momentum...............................................................................................   2
            2. impuls.......................................................................................................3
BAN III PENERAPAN
            1. penerapan pada kehidupan sehari hari.....................................................    4
            2. contoh contoh penerapan pada kehidupan sehari hari.............................    4
BAB III PENUTUP
            1. Kesimpulan..............................................................................................   6
            2. Saran…………....……………………………........................................       6
Penutup....................................................................................................................   iii
Daftar pustaka.........................................................................................................    iv





KAJIAN PUSTAKA
Definisi  Momentum
    setiap benda yang bergerak dikatakan memiliki momentum. Momentum adalah hasil kali antara massa benda dengan kecepatan gerak benda tersebut. Semakin besar massa benda, semakin besar momentumnya.
Secara matematis momentum didefinisikan sebagai :
http://1.bp.blogspot.com/_YQF7nc9rCdo/S1Bo8Z_N76I/AAAAAAAAALw/ItBJAaa6KO4/s400/11.jpg
keterangan :
            p : momentum (kg.m/s)
            m: massa benda (kg)
            v : kecepatan benda (m/s)
Dimana p adalah momentum (kg.m/s), m adalah massa benda (kg), dan v adalah kecepatannya (m/s).
Momentum adalah besaran vektor! Perhatikan arah!

Definisi Impuls
      Didefinisikan sebagai besarnya perubahan momentum yang disebabkan oleh gaya yang terjadi pada waktu singkat, sehingga dapat dituliskan sebagai :
http://3.bp.blogspot.com/_YQF7nc9rCdo/S1BpSyaN4_I/AAAAAAAAAL4/HKZ9pw8VSPQ/s400/12.jpg
persamaan tersebut dikenal sebagai Teorema Impuls-Momentum
Definisi lain dari impuls (diperoleh dari penurunan Hukum II Newton) adalah hasil kali antara gaya singkat yang bekerja pada benda dengan waktu kontak gaya pada benda (biasanya sangat kecil), sehingga bisa juga ditulis sebagai :
http://2.bp.blogspot.com/_YQF7nc9rCdo/S1BpkpGNrCI/AAAAAAAAAMA/7tUulU4bmZk/s400/21.jpg
Dengan satuan I adalah N.s. Jadi Teorema Impuls-Momentum dapat dinyatakan dalam bentuk berikut :
http://2.bp.blogspot.com/_YQF7nc9rCdo/S1BpyU_uB1I/AAAAAAAAAMI/3zK8lrzyWSg/s400/22.jpg



Hubungan Impuls dan Momentum
Hasil kali gaya dengan selang waktu singkat bekerjanya gaya pada benda tersebut dinamakan impuls.
Besarnya impuls pada benda sama dengan besarnya perubahan momentum pada benda tersebut.

F . ∆ t = m / v2 – m / v1
 
 


Dengan      F   = gaya yang bekerja (N)
                  ∆ t = selang waktu singkat (s)
                  v1 = kecepatan awal benda (m/s)
                  v2 = kecepatan akhir benda (m/s)                  
dapat juga ditulis :

I = F . ∆ t
 
                              dengan I = impuls benda (N.s)

Teorema impuls dan momentum

I = ∆ t = p2 – p1 = m . v2 – m . v1
 
Impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda.



F = ∆ p
     ∆ t
 
Hukum II Newton dalam bentuk momentum





HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM.
                     vA                                                                                      vA’
                                  vB                     FBA                                                 vB’         
                                   FAB                           
Misalkan benda A dan B masing-masing mempunyai massa mA dan mB dan masing-masing bergerak segaris dengn kecepatan vA dan vB sedangkan vA > 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 :
                                                         FAB = - FBA
                                                  FAB . Dt = - FBA . Dt
                                                (impuls)A = (impuls)B
                                    mA vA’ – mA vA = - (mB vB’ – mB vB)
                                    mA vA + mB vB  = mA vA’ + mB vB  
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
Untuk sistem dua benda yang bertumbukan, momentum sistem adalah tetap, asalkan pada sistem tidak bekerja gaya luar.
      Tumbukan lenting sempurna adalah jenis tumbukan dimana energi kinetik sistem tetap. Kecepatan relatif sesudah tumbukan sama dengan minus kecepatan relatif sebelum tumbukan.

Δv’ = - Δ v
V2’ – v1’ = - (v2 – v1)
 
Persamaan yang berlaku :

      Tumbukan  lenting sebagian adalah jenis tumbukan yang disertai terjadinya pengurangan energi kinetik sistem
      Tumbukan tak lenting sama sekali adalah jenis tumbukan yang setelah tumbukan kedua benda bergabung dan bergerak bersama-sama. Karena pada tumbukan tak lenting sama sekali kedua benda bersatu sesudah tumbukan maka berlaku hubungan kecepatan sesudah tumbukan,
Sebagai : v2’  = v1’ = v’ sehingga persamaan momentum menjadi :
m1.v1 + m2 . v2 = (m1 + m2) v’
Misalkan benda yang datang bermassa m1 dengan kecepatan v1 dan benda kedua yang diam bermassa m2 dengan kecepatan v2, energi kinetik awal sistem :

       Ek =  p2
               2m1
 
 



       Ek’  =       p2
                2(m1+m2)
 
Energi kinetik akhir sistem :



      Koefisien Restitusi
Koefisien restitusi (diberi lambang e) adalah negatif perbandingan antara kecepatan relatif sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sebelum tumbukan.

       e  =    Δv’ = - (v2’-v1)   
                Δv   = v1 - v2
 
 


Nilai koefisien restitusi adalah antara nol dan satu (0 ≤ e ≤1 ). Untuk tumbukan lenting sempurna e = 1, sedangkan untuk tumbukan tak lenting sama sekali e = 0. jika sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian b1 terhadap lantai dan setelah menumbuk lantai, bola terpantul setinggi b2, maka berlaku :

       e  =   b2   
                b1
 
 











Contoh dalam sehari- hari
Fisika merupakan ilmu yang mempelajari materi dan interaksinya. Banyak konsep-konsep fisika yang bisa menjelaskan fenomena-fenomena di alam. Salah satunya penerapan konsep impuls dan momentum. Impuls adalah gaya yang bekerja pada benda dalam waktu yang relatif singkat, sedangkan momentum merupakan ukuran kesulitan untuk memberhentikan (mendiamkan) benda. Impuls dipengaruhi oleh gaya yang bekerja pada benda dalam selang waktu tertentu sedangkan momentum dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatan benda tersebut. Berikut ini disajikan beberapa contoh penerapan konsep impuls dan momentum dalam kehidupan sehari-hari:
1. Karateka

Apakah anda seorang karateka atau penggemar film action? Jika kita perhatikan karateka setelah memukul lawannya dengan cepat akan menarik tangannya. Ini dilakukan agar waktu sentuh antara tangan dan bagian tubuh musuh relatif singkat. Hal ini berakibat musuh akan menerima gaya lebih besar. Semakin singkat waktu sentuh, maka gaya akan semakin besar.
2. Mobil

Ketika sebuah mobil tertabrak, mobil akan penyok. Penggemudi yang selamat akan pergi ke bengkel untuk ketok magic. Lho kok jadi ngomongin ketok magic ya… wajah saya aja ya, yang diketok magic supaya lebih halus sperti primus hehehe. Ok cukup ketok magicnya. Mobil didesain mudah penyok dengan tujuan memperbesar waktu sentuh pada saat tertabrak. Waktu sentuh yang lama menyebabkan gaya yang diterima mobil atau pengemudi lebih kecil dan diharapkan keselamatan penggemudi lebih terjamin.

3. Balon udara pada mobil dan sabuk pengaman

Desain mobil yang mudah penyok tidak cukup untuk menjamin keselamatan pengemudi pada saat tetabrak. Benturan yang keras penggemudi dengan bagian dalam mobil dapat membahayakan keselamatan pengemudi. Untuk meminimalisir resiko kecelakaan tersebut, pabrikan mobil ternama menydiakan balon udara di dalam mobil (biasanya di bawah setir), wah bisa terbang dong (guyon….). Ketika terjadi kecelakaan pengemudi akan menekan tombol dan balon udara akan mengembang, sehingga waktu sentuh antara kepala atau bagian tubuh yang lain lebih lama dan gaya yang diterima lebih kecil. Sabuk pengaman juga didesain untuk mengurangi dampak kecelakaan. Sabuk pengaman didesain elastic.
4. Sarung Tinju

John seorang petinju juara dunia asal Indonesia (hebat ya) pada saat bertinju menggunakan sarung tinju, ya iyalah masa sarung yang kupakai waktu habis di sunat dulu :)
Sarung tinju yang dipakai oleh para petinju ini berfungsi untuk memperlama bekerjanya gaya impuls ketika memukul lawannya, pukulan tersebut memiliki waktu kontak yang lebih lama dibandingkan memukul tanpa sarung tinju. Karena waktu kontak lebih lama, maka gaya yang bekerja juga semakin kecil sehingga sakit terkena pukulan bisa dikurangi.
5. Palu

Kepala palu dibuat dari bahan yang keras misalnya besi atau baja. Kenapa tidak dibuat dari kayu atau bambu ya? Kan lebih mudah mendapatkan kayu dan bambu, nggak mahal lagi (hemat atau pelit kambuh!!!) Palu dibuat dengan bahan yang keras agar selang waktu kontak menjadi lebih singkat, sehingga gaya yang dihassilkan lebih besar. Jika gaya impuls besar maka paku yang dipukul dengan palu akan tertancap lebih dalam.
6. Matras

Waktu pelajaran olahraga di sekolah dulu (sambil membayangkan ni…) guruku akan mengambil nilai lompat tinggi. Galah yang dipasang horizontal nggak terlalu tinggi sekitar 1-1,2 meter terus di bawah galah diletakan matras. Aku bersiap di garis start dan berlari kemudian melompat seperti jaguar alaaahh jaguar atau jagoan neon ni. Aku berhasil melompati galah tersebut dan mendarat dengan tawaan dan teriakan teman-teman. Pada saat mendarat aku terpeleset dan bokongku menerpa (lho kok menerpa nggak apa-apa biar agak romantis) matras. Saat kuliah dan belajar tentang impuls apa jadinya ya kalo pada saat aku melompat dibawahnya tidak ada matras.
Matras dimanfaatkan untuk memperlambat waktu kontak. Waktu kontak yang relatif lebih lama menyebabkan gaya menjadi lebih kecil sehingga tubuh kita tidak terasa sakit pada saat jatuh atau dibanting di atas matras.









Contoh soal
  1. Ditetapkan arah ke kanak sebagai acuan arah positif, hitunglah momentum:
a.       peluru bermassa 20 gram yang sedang bergerak ke kiri dengan kelajuan 50 m /s
b.      sepeda bermassa 100 kg (beserta pengendara) yang bergerak ke kanan dengan kelajuan 4 m/s.
Jawab :
a.       m   = 20 gram = 0.02 kg                     b.    m = 100 kg
v    = - 50 m/s                                            v  = 4 m/s
p    = m x v                                                p  = m x v       
p    = 0,02 kg x (-50 m/s)                               = 100 kg x 4 m/s
      = -1 kg m/s                                              = 400 kg m/s
  1. Dua mobil A dan B masing-masing bermassa 1.600 kg dan 800 kg. Hitunglah vektor momentum resultan A dan B (besar dan arahnya), jika mobil A bergerak ke utara dengan kelajuan 20 m/s dan mobil B bergerak dengan kelajuan 30 m/s ke timur !
Jawab :
mA = 1.600 kg                                    mB = 800 kg
vA  = 20 m/s                                       vB  = 30 m/s
PA  = mA x vA                                   PB  = mB x vB
       = 1.600 kg . 20 m/s                             = 800 kg . 30 m/s
       = 32.000 kg . m/s                                = 24.000 kg. m/s
      momentum resultan PR =    PA2  + P B2
      PR =    (32.000)2 + (24.000)2 = 40.000 kg m/s
      Arah momentum resultan :   tan 0  =  PB = 24.000 = 3
                                                                  PA    32.000               
      Jadi, θ = arc tan 3   = 37 0
  1. Sebuah bola massa 800 gram ditendang dengan gaya 400 N.  Jika kaki dan bolah bersentuhan selama 0,5 sekon, tentukan Impuls pada peristiwa tersebut.
Diketahui:
               m  =  0,8 kg
               F  =  400 N
               ∆t =  0,5 S

Ditanya :
               I =  ….?
Jawab:
               I =  F. ∆t
                  =  400. 0,5
                  =  200 NS
  1. Sebuah bola bergerak ke utara dengan kelajuan 36 km/jam, kemudian bola ditendang ke Selatan dengan gaya 40 N hingga kelajuan bola menjadi 72 km/jam ke Selatan.  Jika massa bola 800 gram tentuka :
    1. Impuls pada peristiwa tersebut
    2. Lamanya bola bersentuhan dengan kaki
Diket:
               V0 = 36 km/jam =  10 m/s, m =  800 gram = 0,8 kg
               Vt =  -72 km/jam =  -20 m/s
               F  =  -40 N
Ditanya:
a.       I =  ….?
b.      ∆t =  …?
Jawab:
               I =  ∆P
               I =  m.Vt – m.V0
               I =  m(Vt – V0)
                 =  0,8 (-20 – 10)
                 =  0,8 – 30
                 =  - 24 kg m/s
tanda negatif menyatakan arahnya ke selatan
PETA KONSEP


kesimpulan
Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa momentum didefinisikan sebagai hasil perkalian antara massa dengan kecepatannya, impuls didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan selang waktu kerja gayanya.

Hukum kekekalan momentum suatu benda dapat diturunkan dari persamaan hukum kekekalan energi mekanik suatu benda tersebut.

Apabila dua buah benda bertemu dengan kecepatan relatif  maka benda tersebut akan bertumbukan dan tumbukan dapat dibedakan menjadi dua yaitu lenting sempurna dan tak lenting. Pada tumbukan lenting sempurna energi kinetik benda tidak ber kurang atau berubah menjadi energi lain, pada tumbukan tak lenting energi kinetik benda sebagian berubah menjadi energi lain seperti energi bunyi, energi panas, dll.



                              


KATA PENUTUP

Demikianlah makalah pelajaran fisika yang berisi tentang
Momentum Dan Impuls”,
Semoga menjadi bahan acuan untuk pembelajaran yang lebih baik lagi
Mohon maaf jika ada tulisan yang kurang baik.
Karna sebagai mana firman allah berbunyi
“tidak ada yang sempurna kecuali ALLAH maha sempurna”
















DAFTAR PUSTAKA

Edi Wahyono, S.Si. 2008. Fisika Praktis SMA. Yogyakarta : Pustaka Widyatama.
Imam Zainuri, S.Pd. 2006. Fisika Lengkapsma. Jakarta : Erlangga.
Marten Kanginan. 2004. Fisika Untuk SMA. Jakarta : Erlangga.
Muhamad Gina Nugraha, S.Pd. Kartika Hajar Kirana, S.Pd. 2008. Belajar Mudah Fisika SMA. Bandung : Pustaka Setia.
Wilardjo, Like Dan Murniah, Dad. 2000. Kamus Fisika. Jakarta: Balai Pustaka.
www.wikipedia.com                                    




Tidak ada komentar:

Poskan Komentar