Momentum Linear Dan Impuls Gaya

Ketika sebuah benda bermassa m bergerak dengan kecepatan v, maka benda tersebut akan mempunyai momentum linear sebesar P yang nilainya berbanding lurus dengan hasil kali massa dengan kecepatan. melaluiataubersamaini demikian, secara umum momentum sanggup diartikan sebagai hasil kali massa dengan kecepatan. Karena massa yaitu bemasukan skalar dan kecepatan yaitu bemasukan vektor, maka momentum yaitu bemasukan vektor yang arahnya searah dengan arah kecepatan. Ketika sebuah benda bergerak dengan kecepatan besar sehingga momentumnya menjadi besar, maka akan diharapkan perjuangan yang lebih besar untuk menghentikan benda tersebut. Sebaliknya, saat benda yang bergerak mempunyai momentum kecil, maka akan lebih simpel untuk menghentikannya.

Momentum Linear

Karena momentum ialah bemasukan vektor, maka kita harus memperhatikan arahnya dalam perhitungan. Untuk memilih momentum total suatu benda maka harus dilihat arah dari masing-masing komponen momentumnya. Menentukan resultan momentum harus memakai konsep vektor yaitu bila searah dijumlahkan, bila berlawanan arah menjadi selisih atau dikurangkan. Secara matematis momentum sanggup ditulis menyerupai di bawah ini.

P = m.v

melaluiataubersamaini :

P = momentum benda (kg m/s)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan benda (m/s)

misal soal :

1. Berapakah kecepatan gerak sebuah benda bermassa 10 kg bila momentumnya 400 kg m/s?
   
   Pembahasan :
   Dik : m = 10 kg; P = 400 kg m/s.
   
   P = m.v
   ⇒ v = P/m
   ⇒ v = 400/10
   ⇒ v = 40 m/s
   
   
2. Sebuah kendaraan beroda empat bermassa 100 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan awal 40 m/s. Jika kendaraan beroda empat dipercepat 2 m/s², maka tentukan momentum kendaraan beroda empat setelah 2 detik.
   
   Pembahasan :
   Dik : m = 100 kg; vo = 40 m/s; a = 2 m/s²; t = 2 s.
   
   Karena dipercepat, maka kecepatan benda setelah 2 detik akan lebih besar dari 40 m/s. Kecepatan benda setelah dipercepat sanggup dihitung menurut rumus GLBB yaitu :
   Vt = vo + at
   ⇒ vt = 40 + 2(2)
   ⇒ vt = 44 m/s
   
   Jadi, momentum benda setelah dipercepat yaitu :
   P = m.vt
   ⇒ P = 100 (44)
   ⇒ P = 440 kg m/s.
   
   

Impuls Gaya

Impuls ialah gaya yang bekerja pada benda dalam selanga waktu yang sangat singkat. Secara matematis, impuls ialah hasil kali gaya dengan selang waktu.

I = F.Δt

melaluiataubersamaini :

I = impuls gaya (N.s)

F = gaya (N)

Δt = selang waktu (s)

misal soal :

1. Berapakah impuls gaya yang dialami bola saat pemukul mempersembahkan gaya sebesar 20 N dalam selang waktu 1,5 detik.
   
   
   Pembahasan :
   Dik : F = 20 N, Δt = 1,5 s.
   
   I = F.Δt
   ⇒ I = 20 (1,5)
   ⇒ I = 30 N.s

Hubungan Momentum dan Impuls

Ketika suatu benda yang bergerak dengan kecepatan vo dikenai gaya luar sebesar F dalam selang waktu tertentu yang singkat sehingga kecepatannya bermetamorfosis vt, maka impuls gaya yang dialami oleh benda akan sama dengan perubahan momentumnya. Berdasarkan aturan Newton kedua, resultan gaya yang dialami benda tersebut yaitu :

F = m.a

⇒ F = m Δv/Δt

⇒ F.Δt = m Δv

⇒ F Δt = m (vt - vo)

⇒ F Δt = mvt - mvo

⇒ F Δt = Pt - Po

⇒ F Δt = ΔP

⇒ I = ΔP

Dari penurunan di atas, maka diperoleh :

I = ΔP = m (vt - vo)

melaluiataubersamaini :

I = impuls gaya (N.s)

ΔP = perubahan momentum (kg m/s)

vt = kecepatan benda setelah t detik (m/s)
vo = kecepatan awal benda.


misal soal :

1. Sebuah benda bermassa 10 kg mengalami percepatan 3 m/s² jawaban gaya luar sebesar 80 N. Jika momentum awal benda 40 kg m/s, tentukanlah :
   1. Momentum benda setelah 2 detik
   2. Impuls gaya selama 2 detik tersebut

   
   
   

   
   
   Pembahasan :
   

   1. Momentum benda
      Dik : m = 10 kg; a = 3 m/s² ; Po = 40 kg m/s.
      
      P = m.v
      ⇒ Po = m.vo
      ⇒ vo = Po/m
      ⇒ vo = 40/10
      ⇒ vo = 4 m/s
      
      Selanjutnya kita hitung kecepatan benda setelah dua detik memakai rumus GLBB.
      vt = vo + at
      ⇒ vt = 4 + 3(2)
      ⇒ vt = 10 m/s
      
      Maka momentum setelah 2 detik yaitu :
      Pt = m vt
      ⇒ Pt = 10(10)
      ⇒ Pt = 100 kg m/s.
      
      
   2. Impuls gaya yang dialami benda
      Dik : Po = 40 kg m/s; Pt = 100 kg m/s.
      
      I = ΔP = Pt - Po
      ⇒ I = 100 - 40
      ⇒ I = 60 kg m/s
      
      atau :
      ⇒ I = m (vt - vo)
      ⇒ I = 10 (10 - 4)
      ⇒ I = 60 kg m/s.