Momentum dan Impuls

1. 1 Momentum dan Impuls

2. 2 Pada benda bergerak, dideskripsikan dengan besaran-besaran yang telah dipelajari antara lain Posisi Jarak Kecepatan Percepatan Waktu tempuh Energi kinetik Perpindahan Laju Gaya total

3. 3 Besaran yang merupakan ukuran mudah atau sukarnya suatu benda mengubah keadaan geraknya (mengubah kecepatannya, diperlambat atau dipercepat) ? momentum Definisi momentum : Hasil kali massa dan kecepatan

4. 4 Contoh Soal : Berapa besar momentum burung 22 g yang terbang dengan laju 8,1 m/s? Gerbong kereta api 12.500 kg berjalan sendiri di atas rel yang tidak mempunyai gesekan dengan laju konstan 18,0 m/s. Berapa momentumnya? Jika suatu peluru memiliki massa 21,0 g ditembakkan dan memiliki laju 210 m/s, berapa momentumnya?

5. 5 Laju perubahan momentum sebuah benda sama dengan gaya total yang diberikan padanya

6. 6 Contoh Air keluar dari selang dengan debit 1,5 kg/s dan laju 20 m/s, dan diarahkan pada sisi mobil, yang menghentikan gerak majunya, (yaitu, kita abaikan percikan ke belakang.) Berapa gaya yang diberikan air pada mobil?

7. 7 Penyelesaian Kita ambil arah x positif ke kanan. Pada setiap sekon, air dengan momentum px = mvx = (1,5 kg)(20 m/s) = 30 kg.m/s berhenti pada saat mengenai mobil. Besar gaya (dianggap konstan) yang harus diberikan mobil untuk merubah momentum air sejumlah ini adalah

8. 8 Kekekalan Momentum , Tumbukan

9. 9 Jenis Tumbukan (berdasar kekal-tidaknya energi kinetik selama proses tumbukan) Lenting (tenaga kinetik kekal) Tidak Lenting (energi kinetik total setelah tumbukan selalu lebih kecil dari tenaga kinetik total sebelum tumbukan)

10. 10

11. 11 Momentum kekal Energi kinetik kekal

12. 12 Contoh Bola bilyar dengan massa m yang bergerak dengan laju v bertumbukan dari depan dengan bola kedua yang massanya sama dan sedang dalam keadaan diam (v2 = 0). Berapa laju kedua bola setelah tumbukan, dengan menganggap tumbukan tersebut lenting?

13. 13 Persamaan (2) dapat ditulis :

14. 14 Tumbukan Tidak Lenting Momentum kekal Energi kinetik total setelah tumbukan lebih kecil dari energi kinetik total sebelum tumbukan Tumbukan tidak lenting sama sekali : kecepatan kedua benda setelah tumbukan sama Tumbukan tidak lenting

15. 15 Contoh

16. 16

17. 17 Penyelesaian Momentum total sistem sebelum tumbukan

18. 18 Energi kinetik awal :

19. 19

20. 20

21. 21

22. 22 Tumbukan dan Impuls Ketika terjadi tumbukan, gaya biasanya melonjak dari nol pada saat kontak menjadi nilai yang sangat besar dalam waktu yang sangat singkat, dan kemudian dengan drastis kembali ke nol lagi. Grafik besar gaya yang diberikan satu benda pada yang lainnya pada saat tumbukan, sebagai fungsi waktu, kira-kira sama dengan yang ditunjukkan oleh kurva pada gambar. Selang waktu ?t biasanya cukup nyata dan sangat singkat.

23. 23

24. 24 Tumbukan Pada Dua atau Tiga Dimensi Kekekalan momentum dan energi juga bisa diterapkan pada tumbukan dua atau tiga dimensi, dan sifat vektor momentum sangat penting. Satu tipe umum dari tumbukan yang tidak berhadapan adalah di mana sebuah partikel yang bergerak (disebut proyektil) menabrak partikel kedua yang diam (partikel "target"). Ini merupakan situasi umum pada permainan seperti bilyar, dan untuk eksperimen pada fisika atom dan nuklir (proyektil, dari pancaran radioaktif atau akselerator energi-tinggi, menabrak inti target yang stasioner).

25. 25 Kekekalan momentum pada tumbukan 2 dimensi

26. 26 Contoh Tumbukan bola bilyar pada 2-dimensi. Sebuah bola bilyar yang bergerak dengan laju v1 = 3,0 m/s pada arah +x (lihat gambar) menabrak bola lain dengan massa sama yang dalam keadaan diam. Kedua bola terlihat berpencar dengan sudut 45° terhadap sumbu x (bola 1 ke atas dan bola 2 ke bawah). Yaitu, q'1 = 45° dan q'2 = -45°. Berapa laju bola-bola tersebut (laju keduanya sama) ?

27. 27 Penyelesaian Sumbu-x :

28. 28 Dari persamaan untuk sumbu-x :

29. 29 Soal-soal Bola Sofbol dengan massa 0,220 kg dengan laju 5,5 m/s bertabrakan dari depan dan lenting dengan bola lain yang sedang diam. Setelah itu, bola pertama terpantul kembali dengan laju 3,7 m / s. Hitung (a) kecepatan bola target setelah tumbukan, dan (b) massa bola target. Dua bola bilyar dengan massa yang sama mengalami tumbukan dari depan yang lenting sempurna. Jika laju awal salah satu bola pada adalah 2,00 m/s, dan yang lainnya 3,00 m/s dengan arah yang berlawanan, berapa laju kedua bola tersebut setelah tumbukan?

30. 30 Bola dengan massa 0,440 kg yang bergerak ke timur (arah +x) dengan laju 3,70 m/s menabrak bola massa 0,220 kg yang sedang diam dari depan. Jika tumbukan tersebut lenting sempurna, berapa laju dan arah masing­masing bola setelah tumbukan?

31. 31 Bola bilyar dengan massa mA = 0,4 kg bergerak dengan laju vA = 1,8 m/s menabrak bola kedua, yang pada awalnya diam, yang memiliki massa mB = 0,5 kg. Sebagai akibat tumbukan tersebut, bola pertama dibelokkan dengan membentuk sudut 30° dan laju v'A = 1,1 m/s. Dengan mengambil sumbu x sebagai arah awal bola A, tuliskan persamaan­persamaan yang menyatakan kekekalan momentum untuk komponen x dan y secara terpisah. Selesaikan persamaan-persamaan ini untuk mencari v'B, dan sudut, q', dari bola B. Jangan anggap tumbukan tersebut lenting.