Hukum Kekekalan Momentum Dan Tumbukan gj30

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM DAN TUMBUKAN Mata kuliah : Fisika Teknik Dosen Pengampu : Ari Dwi Nur Indriawan M. M.Pd

Dususun oleh : Nama : Andreas Ivan S NIM : 5202415034 Rombel : 1

PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIF S1 UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2015

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM DAN TUMBUKAN

A. Hukum kekekalan momentum Hukum kekekalan momentum memegang peranan penting dalam peristiwa tumbukan. Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa: “jumlah momentum sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum setelah tumbukan”.

Dari gambar diatas menunjukkan bola dengan massa 1 (m1) dan massa 2 (m2) yang bergerak berlawanan arah dalam satu garis lurus dengan kecepatan berturut-turut sebesar V1 dan V2. Setelah keduanya bertumbukan masing-masing kecepatannya berubah menjadi (V1’) dan (V2’) . Contoh aplikasi hukum kekekalan momentum :

Roket

Pistol

Rumus :

m1v1 + m2 v2 = m1v1‘ + m2 v2‘

m1 dan m2 : massa benda 1 dan benda 2 v1 dan v2 : keepatan benda 1 dan benda 2 sebelum tumbukan v1’ dan v2’ : kecepatan benda 1 dan benda 2 setelah tumbukan

Contoh soal : Ada sebuah perahu kecil yang massanya 200 Kg. Perahu tersebut dinaiki oleh seorang nelayan yang bermassa 80 Kg. Mula-mula perahu bergerak dengan kecepatan 10m/s. Kemudian tiba-tiba orang dalam perahu meloncat kebelakang, berlawanan dengan arah perahu dengan kecepatan loncatan 2m/s. Berapa kecepatan perahu pada saat orang tersebut meloncat kebelakang? Pembahasan Diketahui : m1 = 200 kg

v1 : 10

m2 : 80 kg

v2’ : -2

Ditanya : v1’ Dijawab : m1v1 + m2 v2 = m1v1‘ + m2 v2‘ 200(100)+80(10) = 200 v1’ + 80 (-2) 2800 = 200 v1’ – 160 2640 = 200 v1’ v1’ = 13,2 m/s

B. Tumbukan Tumbukan yang paling sederhana adalah tumbukan sentral. Tumbukan sentral adalah tumbukan yang terjadi bila titik pusat benda yang satu menuju ke titik pusat benda yang lain. Banyak kejadian dalam kehidupan sehari-hari yang dapat dijelaskan dengan konsep momentum dan impuls. Di antaranya peristiwa tumbukan antara dua kendaraan. Ketika dua partikel dengan massa m1 dan m2 bertumbukan, gaya impulsifnya dapat berubah terhadap waktu dengan cara yang rumit.

1.)

Tumbukan Lenting Suatu tumbukan lenting antara dua benda terjadi apabila energi kinetik total (juga

momentum total) sistem sebelum dan setelah tumbukan adalah sama. Tumbukan antara benda-benda tertentu dalam dunia makroskopis, misalnya bola biliar dapat dikatakan lenting karena terjadi suatu perubahan bentuk dan hilangnya energi kinetik. Contohnya Anda dapat mendengar tumbukan bola biliar, sehingga Anda tahu melalui suara, bahwa sebagian energi dipindahkan keluar sistem. Suatu tumbukan lenting haruslah hening! Tumbukan lenting yang sebenarnya terjadi antara partikel-partikel atomik dan subatomik.Jika tumbukannya lenting, maka momentum dan energi kinetik sistem adalah kekal dan berlakulah hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik

Hukum kekekalan momentum

Hukum Kekekalan energi kinetik

Jika persamaan dari hukum kekekalan energi dibagi dengan persamaan dari hukum kekekalan momentum, diperoleh:

Pada tumbukan lenting ini, besar nilai koefisien restitusinya e=1

2.) Tumbukan lenting sebagian Jika akibat tumbukan terjadi panas yang hilang, maka energi kinetik total serta momentum tidak kekal. Tumbukan jenis ini disebut lenting sebagian, Sehingga berlaku

m1 . v1 + m2 . v2 = m1’ . v1’ + m2’ . v2’ (kekekalan momentum) Ek1 + Ek2 =Ek1’ + Ek2’ + energi panas dan bentuk lainnya ( energi kinetik yang hilang ), sehingga : ∑Ekawal - ∑Ekakhir = energi kinetik yang hilang.

3.) Tumbukan tidak lenting Jika akibat tumbukan dua benda bergabung menjadi satu, maka tumbukan jenis ini disebut tidak lenting sama sekali. Pada tumbukan jenis ini ada jumlah maksimum energi kinetik yang di ubah menjadi bentuk lain, tetapi momentum totalnya tetap kekal. Sehingga berlaku

m1v1 + m2v2 = (m1+ m2) v'

Contoh: 1.

Sebuah gerbong kereta api (m = 10000 kg) bergerak ke arah timur dengan

kecepatan 24 m/s menabrak gerbong kosong (m=6000 kg) lain yang sejenis yang sedang dalam keadaan diam, sehingga setelah tumbukan, kedua gerbong bersatu. Tentukan arah dan kecepatan kedua gerbong tersebut setelah tumbukan!

Diketahui :

m1 = 10000 kg m2 = 6000 kg v1 = 24 m/s v2 = 0

Ditanya

:

arah dan v’

Jawab

:

m1 . v1 + m2 . v2 = m1’ . v1’ + m2’ . v2’, karena kedua gerbong setelah tumbukan bersatu, maka v’ (kecepatan

akhirnya sama. Sehingga berlaku rumus :

m1 . v1 + m2 . v2 = (m1’+ m2’) . v’ 10000 . 24 + 6000 . 0 = (10000 + 6000) . v’ 240000 = 16000 . v’ v’ = 15 m/s Jadi, kedua gerbong bergerak bersama dengan kecepatan 15 m/s ke arah timur. 2. Hitung kecepatan balik sebuah senapan 5,0 kg yang menembakkan peluru 0,050 kg dengan laju 120 m/s! Diketahui :

m1 (massa senapan) = 5,0 kg

m2 (massa peluru)

= 0,050 kg

v1, v2 = 0 v2’ = 120 m/s Ditanya Jawab

: :

v1’ m1 . v1 + m2 . v2 = m1’ . v1’ + m2’ . v2’ 5 . 0 + 0,05 . 0 = 5 . v1’ + 0,05. 120 0 +0 = 5 v1’ + 6 -6 = 5 v1’ v1’ = -1,2 m/s

Jadi, kecepatan balik senapan berada pada arah yang berlawanan dengan kelajuan 1,2 m/s.

3. Tono yang bermassa 50 kg, naik sepeda dengan kecepatan 36 km/jam. Tentukan momentum Tono jika sepeda bergerak pada arah sumbu x. Pembahasan : Diketahui : Massa Tono (m) = 50 kg Kecepatan (v) = 36 km/jam = 10 m/s Ditanya

:P

Jawab

:P

= m.v = 50 kg . 10 m/s = 500 kg.m/s

Jadi, momentum tono adalah 500 kgm/s

DAFTAR PUSTAKA http://indraztugaskuliah.blogspot.co.id/2014/05/momentum.html http://fisikazone.com/hukum-kekekalan-momentum/

https://fisikamemangasyik.wordpress.com/fisika-2/momentum-dan-impuls/impuls/ http://rumushitung.com/2014/04/28/hukum-kekekalan-momentum-dan-aplikasi-soal/ http://pembelajaranfisikauny.blogspot.co.id/2012/12/jenis-jenis-tumbukan.html