Hukum Kekekalan Momentum
Hukum Kekekalan Momentum - Pada pokok bahasan Momentum dan Impuls, kita telah berkenalan dengan konsep momentum serta imbas momentum benda pada kejadian tumbukan. Pada kesempatan ini kita akan meninjau momentum benda ketika dua buah benda saling bertumbukan. Ingat ya, momentum merupakan hasil kali antara massa benda dengan kecepatan gerak benda tersebut. Makara momentum suatu benda selalu dihubungkan dengan massa dan kecepatan benda. Kita tidak sanggup meninjau momentum suatu benda hanya menurut massa atau kecepatannya saja. Pahami baik-baik konsep ini ya….
Pernahkah anda menonton permainan biliard ? lebih baik lagi kalau dirimu yaitu pemain biliard tuh gambarnya di samping kiri… biasanya pada permainan billiard, kita berusaha untuk memasukan bola ke dalam lubang. Bola yang menjadi sasaran biasanya diam. Jika anda perhatikan secara cermat, kecepatan bola biliard yang disodok menuju bola biliard sasaran menjadi berkurang sehabis kedua bola biliard bertumbukan.
Sebaliknya, sehabis bertumbukan, bola biliard yang pada mulanya membisu menjadi bergerak. Berhubung massa bola biliard selalu tetap, maka yang mengalami perubahan yaitu kecepatan. Karena bola billiard yang disodok mengalami pengurangan kecepatan sehabis tumbukan, maka tentu saja momentumnya juga berkurang. Jika momentum bola billiard yang disodok berkurang, kemanakah momentumnya pergi ? sanggup kita tebak, momentum yang hilang pada bola billiard yang disodok berpindah ke bola billiard target.
Kok sanggup ? ya iyalah bola billiard sasaran kan pada mulanya diam, sehingga momentumnya niscaya nol. Setelah bertumbukkan, bola billiard tersebut bergerak. Karena bergerak, maka tentu saja bola billiard sasaran mempunyai momentum. Makara momentum bola billiard yang disodok tadi berpindah ke bola billiard target. Dengan demikian kita sanggup menyampaikan bahwa perubahan momentum pada kedua bola billiard sehabis terjadi tumbukan disebabkan lantaran adanya “perpindahan momentum” dari satu bola billiard ke bola biliard lainnya.
Nah, kini pahami klarifikasi Fisika Mantab ini baik2 ya….. Pada ketika sebelum tumbukan, bola billiard sasaran membisu sehingga momentumnya = 0, sedangkan bola billiard yang disodok bergerak dengan kecepatan tertentu; bola billiard yang disodok mempunyai momentum. Setelah terjadi tumbukan, kecepatan bola billiard yang disodok berkurang; jadinya momentumnya juga berkurang. Sebaliknya, bola billiard sasaran yang pada mulanya membisu menjadi bergerak sehabis terjadi tumbukan. Karena bergerak maka kita sanggup menyampaikan bahwa momentum bola billiard sasaran “bertambah”. Dapatkah kita menyimpulkan bahwa jumlah momentum kedua bola billiard tersebut sebelum tumbukan = jumlah momentum kedua bola billiard sehabis tumbukan ?
Jika bingung, dibaca perlahan-lahan sambil dipahami ya…. bagi yang belum pernah melihat atau bermain bola billiard, anda niscaya kebingungan dengan klarifikasi di atas. Oleh lantaran itu, segera beli dua buah kelereng pada warung atau toko terdekat…. dan lakukan percobaan berikut. Letakkan sebuah kelereng pada permukaan lantai yang datar. Setelah itu, tembakkan kelereng yang membisu tersebut memakai kelereng lainnya dari jarak tertentu. Jika meleset, ulangi hingga kedua kelereng bertumbukan. Amati secara saksama kecepatan gerak kelereng tersebut. Setelah kedua kelereng bertumbukan, kelereng yang pada mulanya membisu (tidak mempunyai momentum) niscaya bergerak (memiliki momentum).
Sebaliknya, kelereng yang anda kutik tadi niscaya kecepatannya berkurang sehabis tumbukan (momentumnya berkurang). Dengan demikian kita sanggup menyampaikan bahwa momentum kelereng yang dikutik berkurang lantaran sebagian momentumnya berpindah ke kelereng sasaran yang pada mulanya diam. Dapatkah kita menyimpulkan bahwa jumlah momentum kedua kelereng sebelum tumbukan = jumlah momentum kedua kelereng sehabis tumbukan?
Alangkah baiknya kalau dirimu melaksanakan percobaan menumbukkan dua bola (mirip bola billiard) di atas permukaan meja getar. Syukur kalau di laboratorium sekolah-mu ada meja getar. Pada percobaan menumbukan dua bola di atas permukaan meja getar, kita mengitung kecepatan kedua bola sebelum dan sehabis tumbukan. Massa bola tetap, sehingga yang diselidiki yaitu kecepatannya.
Frekuensi getaran meja = frekuensi listrik PLN (50 Hertz). Karena telah diketahui frekuensi getaran meja, maka kita sanggup memilih periode getaran meja. Nah, waktunya sudah diketahui, kini kiprah kita yaitu mengukur panjang jejak bola ketika bergerak di atas meja getar. Karena meja bergetar setiap 0,02 detik (1/50), maka ketika bergerak di atas meja, bola niscaya meninggalkan jejak di atas meja yang sudah kita lapisi dengan kertas karbon. Jarak antara satu jejak dengan jejak yang lain; yang ditinggalkan bola setiap 0,02 detik kita ukur.
Setelah memperoleh data jarak tempuh bola, selanjutnya kita sanggup menghitung kecepatan gerak kedua bola tersebut, baik sebelum tumbukan maupun sehabis tumbukan. selanjutnya kita hitung momentum kedua bola sebelum tumbukan (p = mv) dan momentum kedua bola sehabis tumbukan (p’ = mv’). Jika percobaan dilakukan dengan baik dan benar, maka kesimpulan yang kita peroleh yaitu total momentum dua benda sebelum tumbukan = total momentum kedua benda tersebut sehabis tumbukan.
Jika di laboratorium sekolah anda tidak ada meja getar, coba pahami gambaran bola biliard atau kelereng di atas secara saksama. Jika sudah paham, anda niscaya sepakat kalau Fisika Mantab menyampaikan bahwa jumlah momentum kedua benda sebelum tumbukan = jumlah momentum kedua benda sehabis tumbukan. Pada gambaran di atas, sebelum tumbukan salah satu benda diam.
Pada dasarnya sama saja bila dua benda sama-sama bergerak sebelum tumbukan. Kecepatan gerak kedua benda tersebut niscaya berubah sehabis tumbukan, sehingga momentum masing-masing benda juga mengalami perubahan. Kecuali kalau massa dan kecepatan dua benda sama sebelum kedua benda tersebut saling bertumbukan. Biasanya total momentum kedua benda sebelum tumbukan = total momentum kedua benda sehabis terjadi tumbukan.
Penjelasan panjang lebar dan bertele-tele di atas hanya mau mengantar dirimu untuk memahami inti pokok bahasan ini, yakni Hukum Kekekalan Momentum. Tidak peduli berapapun massa dan kecepatan benda yang saling bertumbukan, ternyata momentum total sebelum tumbukan = momentum total sehabis tumbukan. Hal ini berlaku apabila tidak ada gaya luar alias gaya eksternal total yang bekerja pada benda yang bertumbukan. Makara analisis kita hanya terbatas pada dua benda yang bertumbukan, tanpa ada imbas dari gaya luar. Sekarang perhatikan gambar di bawah ini.
Jika dua benda yang bertumbukan diilustrasikan dengan gambar di atas, maka secara matematis, aturan kekekalan momentum dinyatakan dengan persamaan :
Keterangan :
m1 = massa benda 1, m2 = massa benda 2, v1 = kecepatan benda 1 sebelum tumbukan, v2 = kecepatan benda 2 sebelum tumbukan, v’1 = kecepatan benda 1 sehabis tumbukan, v’2 = kecepatan benda 2 sehabis tumbukan
Jika dinyatakan dalam momentum, maka :
m1v1 = momentum benda 1 sebelum tumbukan, m2v2 = momentum benda 2 sebelum tumbukan, m1v‘1 = momentum benda 1 sehabis tumbukan, m2v‘2 = momentum benda 2 sehabis tumbukan
Perlu anda ketahui bahwa Hukum Kekekalan Momentum ditemukan melalui percobaan pada pertengahan kurun ke-17, sebelum eyang Newton merumuskan hukumnya perihal gerak (mengenai Hukum II Newton versi momentum telah saya jelaskan pada pokok bahasan Momentum, Tumbukan dan Impuls). Walaupun demikian, kita sanggup menurunkan persamaan Hukum Kekekalan Momentum dari persamaan aturan II Newton. Yang kita tinjau ini khusus untuk kasus tumbukan satu dimensi, ibarat yang dilustrasikan pada gambar di atas.
Kita tulis kembali persamaan aturan II Newton :
Ketika bola 1 dan bola 2 bertumbukan, bola 1 memperlihatkan gaya pada bola 2 sebesar F21, di mana arah gaya tersebut ke kanan (perhatikan gambar di bawah)
Momentum bola 2 dinyatakan dengan persamaan
Berdasarkan Hukum III Newton (Hukum aksi-reaksi), bola 2 memperlihatkan gaya reaksi pada bola 1, di mana besar F12 = – F21. (Ingat ya, besar gaya reaksi = gaya aksi. Tanda negatif menandakan bahwa arah gaya reaksi berlawanan dengan arah gaya aksi)
Momentum bola 1 dinyatakan dengan persamaan :
Ini yaitu persamaan Hukum Kekekalan Momentum. Hukum Kekekalan Momentum berlaku kalau gaya total pada benda-benda yang bertumbukan = 0. Pada klarifikasi di atas, gaya total pada dua benda yang bertumbukan yaitu F12 + (-F21) = 0. Jika nilai gaya total dimasukan dalam persamaan momentum :
Hal ini memperlihatkan bahwa apabila gaya total pada sistem = 0, maka momentum total tidak berubah. Yang dimaksudkan dengan sistem yaitu benda-benda yang bertumbukan. Apabila pada sistem tersebut bekerja gaya luar (gaya-gaya yang diberikan oleh benda di luar sistem), sehingga gaya total tidak sama dengan nol, maka aturan kekekalan momentum tidak berlaku.
Dengan demikian, kita sanggup menyimpulkan bahwa :
Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda-benda yang bertumbukan, maka jumlah momentum benda-benda sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum benda-benda sehabis tumbukan.
Ini yaitu pernyataan aturan kekekalan momentum
Dorongan roket dan jet merupakan penerapan yang menarik dari aturan III Newton dan Kekekalan momentum. Roket mempunyai tangki yang berisi materi bakar hodrogen cair dan oksigen cair. Bahan bakar tersebut dibakar dalam ruang pembakaran sehingga menghasilkan gas kemudian dibuang melalui verbal pipa yang terletak dibelakang roket. Akibatnya terjadi perubahan momentum pada gas selama selang waktu tertentu. Berdasarkan aturan II Newton, perubahan momentum selama suatu selang waktu tertentu = gaya total. Makara sanggup dikatakan bahwa terdapat gaya total pada gas yang disemburkan roket ke belakang. Gaya total tersebut merupakan gaya agresi yang diberikan oleh roket kepada gas, di mana arahnya ke bawah. Sebagai tanggapan, gas memperlihatkan gaya reaksi kepada roket, di mana besar gaya reaksi = gaya aksi, hanya arahnya berlawanan. Gaya reaksi yang diberikan oleh gas tersebut yang mendorong roket ke atas. Begitu…
Bagaimana...sudah ada pencerahan? katakan mulai dari kini FISIKA HARUS ASYIK, maka asing seketika itu juga FISIKA MEMANG ASYIK :) Semoga bermanfaat dan tetap semangat. BRAVO!!! Sumber http://fisikamantabb.blogspot.com
Sebaliknya, sehabis bertumbukan, bola biliard yang pada mulanya membisu menjadi bergerak. Berhubung massa bola biliard selalu tetap, maka yang mengalami perubahan yaitu kecepatan. Karena bola billiard yang disodok mengalami pengurangan kecepatan sehabis tumbukan, maka tentu saja momentumnya juga berkurang. Jika momentum bola billiard yang disodok berkurang, kemanakah momentumnya pergi ? sanggup kita tebak, momentum yang hilang pada bola billiard yang disodok berpindah ke bola billiard target.
Kok sanggup ? ya iyalah bola billiard sasaran kan pada mulanya diam, sehingga momentumnya niscaya nol. Setelah bertumbukkan, bola billiard tersebut bergerak. Karena bergerak, maka tentu saja bola billiard sasaran mempunyai momentum. Makara momentum bola billiard yang disodok tadi berpindah ke bola billiard target. Dengan demikian kita sanggup menyampaikan bahwa perubahan momentum pada kedua bola billiard sehabis terjadi tumbukan disebabkan lantaran adanya “perpindahan momentum” dari satu bola billiard ke bola biliard lainnya.
Nah, kini pahami klarifikasi Fisika Mantab ini baik2 ya….. Pada ketika sebelum tumbukan, bola billiard sasaran membisu sehingga momentumnya = 0, sedangkan bola billiard yang disodok bergerak dengan kecepatan tertentu; bola billiard yang disodok mempunyai momentum. Setelah terjadi tumbukan, kecepatan bola billiard yang disodok berkurang; jadinya momentumnya juga berkurang. Sebaliknya, bola billiard sasaran yang pada mulanya membisu menjadi bergerak sehabis terjadi tumbukan. Karena bergerak maka kita sanggup menyampaikan bahwa momentum bola billiard sasaran “bertambah”. Dapatkah kita menyimpulkan bahwa jumlah momentum kedua bola billiard tersebut sebelum tumbukan = jumlah momentum kedua bola billiard sehabis tumbukan ?
Jika bingung, dibaca perlahan-lahan sambil dipahami ya…. bagi yang belum pernah melihat atau bermain bola billiard, anda niscaya kebingungan dengan klarifikasi di atas. Oleh lantaran itu, segera beli dua buah kelereng pada warung atau toko terdekat…. dan lakukan percobaan berikut. Letakkan sebuah kelereng pada permukaan lantai yang datar. Setelah itu, tembakkan kelereng yang membisu tersebut memakai kelereng lainnya dari jarak tertentu. Jika meleset, ulangi hingga kedua kelereng bertumbukan. Amati secara saksama kecepatan gerak kelereng tersebut. Setelah kedua kelereng bertumbukan, kelereng yang pada mulanya membisu (tidak mempunyai momentum) niscaya bergerak (memiliki momentum).
Sebaliknya, kelereng yang anda kutik tadi niscaya kecepatannya berkurang sehabis tumbukan (momentumnya berkurang). Dengan demikian kita sanggup menyampaikan bahwa momentum kelereng yang dikutik berkurang lantaran sebagian momentumnya berpindah ke kelereng sasaran yang pada mulanya diam. Dapatkah kita menyimpulkan bahwa jumlah momentum kedua kelereng sebelum tumbukan = jumlah momentum kedua kelereng sehabis tumbukan?
Alangkah baiknya kalau dirimu melaksanakan percobaan menumbukkan dua bola (mirip bola billiard) di atas permukaan meja getar. Syukur kalau di laboratorium sekolah-mu ada meja getar. Pada percobaan menumbukan dua bola di atas permukaan meja getar, kita mengitung kecepatan kedua bola sebelum dan sehabis tumbukan. Massa bola tetap, sehingga yang diselidiki yaitu kecepatannya.
Frekuensi getaran meja = frekuensi listrik PLN (50 Hertz). Karena telah diketahui frekuensi getaran meja, maka kita sanggup memilih periode getaran meja. Nah, waktunya sudah diketahui, kini kiprah kita yaitu mengukur panjang jejak bola ketika bergerak di atas meja getar. Karena meja bergetar setiap 0,02 detik (1/50), maka ketika bergerak di atas meja, bola niscaya meninggalkan jejak di atas meja yang sudah kita lapisi dengan kertas karbon. Jarak antara satu jejak dengan jejak yang lain; yang ditinggalkan bola setiap 0,02 detik kita ukur.
Setelah memperoleh data jarak tempuh bola, selanjutnya kita sanggup menghitung kecepatan gerak kedua bola tersebut, baik sebelum tumbukan maupun sehabis tumbukan. selanjutnya kita hitung momentum kedua bola sebelum tumbukan (p = mv) dan momentum kedua bola sehabis tumbukan (p’ = mv’). Jika percobaan dilakukan dengan baik dan benar, maka kesimpulan yang kita peroleh yaitu total momentum dua benda sebelum tumbukan = total momentum kedua benda tersebut sehabis tumbukan.
Jika di laboratorium sekolah anda tidak ada meja getar, coba pahami gambaran bola biliard atau kelereng di atas secara saksama. Jika sudah paham, anda niscaya sepakat kalau Fisika Mantab menyampaikan bahwa jumlah momentum kedua benda sebelum tumbukan = jumlah momentum kedua benda sehabis tumbukan. Pada gambaran di atas, sebelum tumbukan salah satu benda diam.
Pada dasarnya sama saja bila dua benda sama-sama bergerak sebelum tumbukan. Kecepatan gerak kedua benda tersebut niscaya berubah sehabis tumbukan, sehingga momentum masing-masing benda juga mengalami perubahan. Kecuali kalau massa dan kecepatan dua benda sama sebelum kedua benda tersebut saling bertumbukan. Biasanya total momentum kedua benda sebelum tumbukan = total momentum kedua benda sehabis terjadi tumbukan.
Penjelasan panjang lebar dan bertele-tele di atas hanya mau mengantar dirimu untuk memahami inti pokok bahasan ini, yakni Hukum Kekekalan Momentum. Tidak peduli berapapun massa dan kecepatan benda yang saling bertumbukan, ternyata momentum total sebelum tumbukan = momentum total sehabis tumbukan. Hal ini berlaku apabila tidak ada gaya luar alias gaya eksternal total yang bekerja pada benda yang bertumbukan. Makara analisis kita hanya terbatas pada dua benda yang bertumbukan, tanpa ada imbas dari gaya luar. Sekarang perhatikan gambar di bawah ini.
Jika dua benda yang bertumbukan diilustrasikan dengan gambar di atas, maka secara matematis, aturan kekekalan momentum dinyatakan dengan persamaan :
m1 = massa benda 1, m2 = massa benda 2, v1 = kecepatan benda 1 sebelum tumbukan, v2 = kecepatan benda 2 sebelum tumbukan, v’1 = kecepatan benda 1 sehabis tumbukan, v’2 = kecepatan benda 2 sehabis tumbukan
Jika dinyatakan dalam momentum, maka :
m1v1 = momentum benda 1 sebelum tumbukan, m2v2 = momentum benda 2 sebelum tumbukan, m1v‘1 = momentum benda 1 sehabis tumbukan, m2v‘2 = momentum benda 2 sehabis tumbukan
Perlu anda ketahui bahwa Hukum Kekekalan Momentum ditemukan melalui percobaan pada pertengahan kurun ke-17, sebelum eyang Newton merumuskan hukumnya perihal gerak (mengenai Hukum II Newton versi momentum telah saya jelaskan pada pokok bahasan Momentum, Tumbukan dan Impuls). Walaupun demikian, kita sanggup menurunkan persamaan Hukum Kekekalan Momentum dari persamaan aturan II Newton. Yang kita tinjau ini khusus untuk kasus tumbukan satu dimensi, ibarat yang dilustrasikan pada gambar di atas.
Kita tulis kembali persamaan aturan II Newton :
Momentum bola 1 dinyatakan dengan persamaan :
Dengan demikian, kita sanggup menyimpulkan bahwa :
Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda-benda yang bertumbukan, maka jumlah momentum benda-benda sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum benda-benda sehabis tumbukan.
Ini yaitu pernyataan aturan kekekalan momentum
Prinsip Kerja Roket
Dorongan roket dan jet merupakan penerapan yang menarik dari aturan III Newton dan Kekekalan momentum. Roket mempunyai tangki yang berisi materi bakar hodrogen cair dan oksigen cair. Bahan bakar tersebut dibakar dalam ruang pembakaran sehingga menghasilkan gas kemudian dibuang melalui verbal pipa yang terletak dibelakang roket. Akibatnya terjadi perubahan momentum pada gas selama selang waktu tertentu. Berdasarkan aturan II Newton, perubahan momentum selama suatu selang waktu tertentu = gaya total. Makara sanggup dikatakan bahwa terdapat gaya total pada gas yang disemburkan roket ke belakang. Gaya total tersebut merupakan gaya agresi yang diberikan oleh roket kepada gas, di mana arahnya ke bawah. Sebagai tanggapan, gas memperlihatkan gaya reaksi kepada roket, di mana besar gaya reaksi = gaya aksi, hanya arahnya berlawanan. Gaya reaksi yang diberikan oleh gas tersebut yang mendorong roket ke atas. Begitu…
0 Response to "Hukum Kekekalan Momentum"
Posting Komentar