Momentum merupakan besaran yang dimiliki oleh benda yang bergerak. Sedangkan impuls merupakan peristiwa dimana suatu benda yang mengalami pergerakkan dalam selang waktu yang singkat. Sebagai contoh, suatu kejadian tabrakan antar dua kendaraan di jalan raya jika di tinjau dari ilmu fisika, fatal tidaknya suatu tabrakan antar dua kendaraan tersebut di tentukan oleh momentum kendaraan tersebut. Untuk mengetahui lebih jelas tentang momentum, berikut ini penjelasan lengkap tentang momentum dan impul dalam ilmu fisika lengkap dengan contoh dan penjelasaannya.
Baca Juga : Pengertian Usaha dan Energi dan Penjelasannya
Pengertian Momentum dan Impuls
Momentum adalah besaran yang dimiliki oleh benda yang bergerak. Besar sebuah momentum tergantung dari massa dan kecepatan dari benda tersebut. Secara matematis, momentum dituliskan sebagai berikut :
p = mv
Keterangan:
p adalah momentum (kg m/s),
m adalah massa benda (kg)
v adalah kecepatan benda (m/s).
Dari rumus diatas, diketahui bahwa momentum sebanding dengan kecepatan benda. Dengan begitu, arah momentum sama dengan arah kecepatannya, semakin besar kecepatan suatu benda maka semakin besar momentumnya.
Impuls adalah hasil kali antara gaya rata-rata dan selang waktu gaya bekerja. Secara matematis, impuls di tuliskan sebagai berikut:
I=FΔt
Keterangan:
I adalah impuls (ns),
F adalah gaya yang diberikan (newton),
Δt adalah selang waktu (sekon).
Baca Juga : Pengertian Suhu, Rumus dan Penjelasannya
Hubungan Impuls dan Momentum
Hubungan antar momentum dan impuls dijelaskan oleh teorema impuls-momentum. Teorema impuls-momentum menyatakan bahwa impuls yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum dari benda tersebut.
Berdasarkan dengan hukum II Newton, menyatakan bahwa gaya (F) yang diberikan pada suatu benda memiliki besar yang sama dengan perubahan momentum ((Δp) benda persatuan waktu (Δt).
Secara matematis, hubungan impuls dan perubahan momentum dituliskan
I=Δp=p2−p1.
Baca Juga : Pengertian Jangka Sorong dan Penjelasannya
Hukum Kekebalan Momentum
Hukum kekebalan momentum menyatakan jika tidak terdapat gaya luar yang bekerja pada sistem, maka momentum benda sebelum dan setelah tumbuhan adalah sama. Hal ini berarti, total momentum system benda sebelum tumbuhan selalu sama dengan total momentum system benda setelah tumbuhan. Secara matematis, hukum kekebalan momentum dirumuskan sebagai berikut:
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
Keterangan:
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
Baca Juga : Besaran Satuan dalam Pengukuran Fisika
Tumbukan
Tumbukan dibagi menjadi tiga jenis, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak lenting sempurna. Untuk mengetahui jenis tumbukan, dapat diketahui dari nilai koefisien restitusinya yaitu nilai negatif dari perbandingan antara besar kecepatn relatif kedua benda setelah tumbukan dan sebelum tumbukan. Secara matematis, nilai koefisien restitusi ditulis sebagai berikut:
Dengan nilai-nilai koefisien restitusi ketiga jenis tumbukan tersebut adalah:
- Pada tumbukan lenting sempurna, nilai e = 1
- Pada tumbukan lenting sebagian, 0 < e < 1
- Pada tumbukan tidak lenting sempurna, e = 0
Baca Juga : Tumbukan Lenting Sempurna
Contoh Soal Momentum dan Impuls
Soal 1.
Sebuah bola bermassa 120 gram dilemparkan secara horizontal ke tembok dengan kecepatan 30 m/s dan memantul kembali. Jika bola tersebut dipantulkan dengan laju yang sama besar, maka besar impuls bola yang terjadi adalah…
A. 3,6 Ns
B. 7,2 Ns
C. 10,8 Ns
D. 14,4 Ns
E. 18 Ns
Pembahasan:
Dari soal, diketahui:
m = 120 gr = 0,12 kg
v1 = 30 m/s
v2 = -30 m/s
Jadi, impulsnya adalah:
I = \Delta p
I=m. \Delta v = m(v2 – v1)
I = 0,12 (-30 – 30) = 0,12 (-60) = -7,2 Ns
Tanda minus disini menunjukkan arah, jadi arahnya berbeda dengan arah awalnya karena bolanya memang memantul.
Jadi, jawaban yang benar adalah B
Soal 2.
Sebuah motor dengan pengendaranya bermassa 200 kg melaju dengan kecepatan 40 km/jam dengan percepatan 2 m/s. Perubahan momentum motor tersebut setelah bergerak selama 5 detik adalah…
A. 10 kNs
B. 1 kNs
C. 200 Ns
D. 2 Ns
E. 2 kNs
Pembahasan:
Dari soal, diketahui:
m = 2oo kg
v1 = 40 km/jam = 11,11 m/s
a = 2 m/s
t = 5 s
Pertama, kita harus cari kelajuannya setelah 5 detik:
α = Δv/t → Δv = α.t
v2–v1 = α.t → v2 = v1 + α.t
v2 = 11.11 + 2.5 = 21,11 m/s
Jadi, perubahan momentumnya bisa didapatkan dengan:
Δp = I = m. Δv
Δp = m (v2 – v2)
Δp = 200 (21, 11 – 11.11)
Δp = 200kg.m/s = 2kNs
Maka, jawaban yang benar adalah E.
Untuk perhitungan cepat, kita tidak perlu mencari, tapi dapat langsung mencari perubahan momentumnya dengan Δv.
Baca Juga : Gerak Harmonik Sederhana dan Penjelasannya
Demikian artikel mengenai Momentum & Impuls dengan Penjelasannya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.