HusainAhmad.com Pada tulisan kali ini kita akan melanjutkan pembahasan salah satu topik dalam materi mekanika yaitu momentum dan impuls. Secara sederhana momentum adalah tingkat kesulitan menghentikan sebuah benda yang sedang bergerak, sedangkan impuls adalah perubahan momentum.
Momentum
JIka suatu hari anda sedang berjalan atau berlari kemudian bertubrukan dengan seseorang. Maka pada dasarnya anda sudah “merasakan momentum”. Yang anda rasakan akan berbeda jika anda bertubrukan dnegan orang yang massanya lebih kecil dibandingkan massanya lebih besar. Ketika dua benda bertabrakan, efeknya terhadap satu sama lain tidak hanya bergantung pada massanya tapi juga ditentukan oleh kecepatannya.
Sir Isaac Newton adalah orang pertama yang menyadari bahwa diperlukan gaya untuk mengubah kecepatan suatu benda. Efek gaya pada suatu benda tergantung pada massanya serta pada jumlah gaya. Dia mendefinisikan momentum atau benda yang bergerak sebagai massa x kecepatannya dan menunjukkan bagaimana momentum suatu benda berubah ketika suatu gaya bekerja padanya.
p=m\ v
Dengan p: Momentum (kg m/s); m: Massa (Kg); dan v = kecepatan (m/s)
- Satuan momentum adalah kg m s-1
- Simbol momentum adalah p.
- Momentum adalah besaran vektor. arahnya sama dengan arah kecepatan benda.
Sebagai contoh, sebuah bola bermassa 2,0 kg bergerak dengan kecepatan 10 m s-1 memiliki jumlah momentum yang sama dengan orang bermassa 50 kg yang bergerak pada kecepatan 0,4 ms-1.
Dalam artikel ini, kita akan menggunakan gagasan-gagasan yang dikemukakan Newton. Meskipun Newton mengajukan ide-idenya lebih dari 300 tahun yang lalu, hukumnya terus memberikan aturan matematika penting untuk memprediksi gerakan objek dalam situasi apa pun kecuali di dalam atom (di mana aturan fisika kuantum berlaku) dan pada kecepatan mendekati kecepatan cahaya. atau di medan gravitasi yang sangat kuat (di mana teori Einstein relativitas berlaku).
Misalnya, pada peluncuran roket yang direncanakan dengan hati-hati menggunakan Hukum Newton tentang gerak dan hukum gravitasinya. Namun, hukumnya tidak dapat memprediksi keberadaan lubang hitam yang merupakan prediksi yang dikonfirmasi dari teori relativitas umum Einstein. Faktanya, Einstein menunjukkan bahwa jika teori relativitasnya disederhanakan akan menjadi hukum Newton di mana gravitasi lemah dan kecepatan benda jauh lebih kecil daripada kecepatan cahaya.
Momentum dan Impuls, dan hukum Newton tentang gerak
Hukum pertama Newton tentang gerak menyatakan: Sebuah benda tetap diam atau dalam gerak beraturan (kecepatan konstan) kecuali jika dikerjakan oleh suatu gaya padanya.
Akibatnya, Hukum pertama Newton memberi tahu kita bahwa diperlukan gaya untuk berubah momentum suatu benda. Jika momentum suatu benda adalah konstan, tidak ada gaya resultan yang bekerja padanya. Jelasnya, jika massa suatu benda konstan dan benda memiliki momentum konstan, maka: bahwa kecepatan benda juga tetap.
Jika suatu objek dengan momentum konstan mendapatkan atau kehilangan massa, maka bagaimanapun kecepatannya akan berubah untuk menjaga momentum konstan. Misalnya, pengendara sepeda motor yang sedang berboncengan, jika yang dibonceng melompat dari motor (sehingga massa sistem berkurang), maka kecepatan sistem akan bertambah, agar momentum tetap konstan.
Hukum kedua Newton tentang gerak: Laju perubahan momentum suatu benda sebanding dengan resultan gaya. Dengan kata lain, gaya yang dihasilkan adalah sebanding dengan perubahan momentum per detik.
Kita dapat menulis hukum kedua Newton dalam bentuk gaya = massa x percepatan. Sekarang, Anda akan melihat bagaimana persamaan ini diturunkan dari Hukum Kedua Newton dalam bentuk umumnya seperti yang dinyatakan di atas.
Impuls
Anggap pada sebuah benda bermassa konstan m dikerjakan sebuah gaya konstan F. Percepatan yang ditimbulkan menyebabkan perubahan kecepatan dari kecepatan awal u untuk mempercepat v dalam waktu t tanpa perubahan arah:
- Momentum awal = mu, dan momentum akhirnya = mv
- perubahan momentum = momentum akhir (mv) – momentum awal (mu).
Menurut hukum kedua Newton, gaya sebanding dengan perubahan momentum per detik.
sehingga, Gaya:
F\propto \frac{perubahan\ Momentum}{waktu}=\frac{mv-mu}{t}\\=\frac{m(v-u)}{t}=madengan
a=\frac{v-u}{t}=Percepatan\ bendaSecara umum. perubahan momentum suatu benda dapat ditulis sebagai (Δmv). di mana simbol Δ berarti perubahan. Oleh karena itu, jika momentum suatu benda berubah sebesar (Δmv) dalam waktu Δt. Gaya F pada benda diberikan oleh persamaan:
F=\frac{\Delta(mv)}{\Delta\ t}Jika m konstan maka,
F\Delta t=m\ \Delta v
Impuls suatu gaya didefinisikan sebagai gaya x waktu di mana gaya itu bekerja. Oleh karena itu, untuk gaya F yang bekerja untuk waktu Δt,
I=F\Delta t=m\ \Delta v
Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, silahkan untuk membagikannya, memberi komentar, dan meng klik iklannya…. Hal ini dapat menjaga eksistensi website ini. Terima kasih