Materi Fisika SMA Momentum dan Impuls : Pengertian, Rumus dan Contoh Soal

Zsmart.id - Pada materi singkat fisika ini, kita akan mempelajari salah satu materi dalam fisika yakni momentum dan impuls. Terdapat beberapa konsep momentum dan impuls yang akan kita pelajari bersama misalnya apakah impuls dan momentum itu sama ?Serta apa hubungan antara momentum dan impuls? Apa itu momentum dan contohnya? Serta apa yang dimaksud dengan impuls dan apa saja contohnya?

Setelah membaca materi momentum dan impuls ini, secara tidak langsung kamu akan mampu untuk mejnawab pertanyaan-pertanyaan tersebut.

Pengertian Momentum

Secara definisi momentum merupakan besaran yang menggambarkan kuantitas yang dimiliki oleh benda bermassa m apabila benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu sebesar v. Berdasarkan hal ini, maka persamaan matematis dari momentum dapat dituliskan ke dalam bentuk persamaan :

\[\textbf{p}=m\textbf{v}\]

terlihat bahwa momentum merupakan besaran vektor. Olehnya, pemahaman mengenai materi vektor menjadi alat bantu yang sangat bermanfaat dalam mempelajari konsep momentum terkhusus dalam materi momentum linear. 

Apabila dalam kondisi sistem terisolasi benda bermassa tersebut bergerak dan menumbuk benda yang lain maka akan terjadi transfer momentum sehingga momentum akan bersifat kekal. Sehingga, momentum awal akan selalu dengan momentum akhir dari sistem.

Misalkan terdapat dua buah benda bermassa yakni A dan B yang masing-masing bergerak dengan kecepatan tertentu maka akan menghasilkan momentum yang kekal sesuai dengan persamaan:

\[m_{A}v_{A}+m_{B}v_{B}=m_{A}v_{A}^{'}+m_{B}v_{B}^{'}\]

di mana v' menyatakan kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan terjadi. Lebih lanjut, persamaan ini dikenal sebagai persamaan hukum kekekalan momentum yang menyatakan bahwa dalam keadaan sistem terisolasi momentum dari benda-benda yang berinteraksi akan bernilai tetap. 

Pengertian Impuls

Impuls adalah suatu kuantitas atau besaran yang mendeskripsikan gaya yang diterima oleh benda dalam selang waktu tertentu. Impuls merupakan besaran vektor yang secara matematis dapat dituliskan ke dalam bentuk persamaan:

\[\textbf{I}=\int_{t_{0}}^{t}\textbf{F}dt\]

pada umumnya, gaya dari impuls bergantung terhadap waktu maka secara sederhana persamaan impuls dapat dituliskan menjadi 

\[\textbf{I}=\textbf{F}\Delta t\]

Hubungan Antara Momentum dan Impuls

Bagaimana hubungan antara momentum dan impuls? Untuk menjawab pertanyaan ini, maka kita bisa menggunakan pendekatan hukum II Newton. Hukum II Newton menyatakan bahwa besar gaya yang diberikan oleh benda sebanding dengan perubahan momentum benda tersebut.

Sehingga berdasarkan hal tersebut, secara matematis dapat dituliskan ke dalam bentuk persamaan :

\[\textbf{F}=\frac{d\textbf{p}}{dt}\]

\[\Delta\textbf{p}=\int_{t0}^{t}\textbf{F}dt\]

terlihat bahwa terdapat hubungan antara momentum dan impuls yang menyatakan bahwa impuls dari suatu gaya yang bekerja pada benda atau partikel sebanding dengan perubahan momentum benda tersebut.

Latihan Soal Momentum dan Impuls

Setelah mengetahui materi momentum dan impuls, sekarang kita akan menyelesaiakan beberapa soal terkait materi momentum dan impuls.

1) Sebuah bola bermassa 500gr bergerak dengan kecepatan 25m/s. Tentukan momentum bola tersebut!

Pertanyaan ini ingin mengetahui berapa besar momentum bola yang dihasilkan. Sehingga, dengan menggunakan persamaan momentum linear diperoleh:

\[p=mv=\left(0.5kg\right)\left(25m/s\right)=12.5kgm/s\]

2) Sebuah benda yang awalnya diam tiba-tiba meledak. Pecahan pertama (A) dengan massa 800gr bergerak ke arah kiri dan pecahan kedua (B) dengan massa 600gr bergerak ke arah kanan. Apabila pecahan pertama memiliki kecepatan 30m/s, tentukan kecepatan pecahan kedua.

Berdasarkan informasi pada soal, pada awalnya benda dalam keadaan diam sehingga momentum awal sistem bernilai nol. Sehingga yang tersisa adalah :

\[ 0+0=m_{A}v_{A}^{'}+m_{B}v_{B}^{'}\]

\[v_{B}^{'}=-\frac{m_{A}}{m_{B}}v_{A}^{'}\]

pecahan benda bergerak dalam arah berlawanan. Kita mengambil arah kanan sumbu-x postif, maka diperoleh :

\[v_{B}^{'}=-\frac{800gr}{600gr}\left(-30m/s\right)\]

\[v_{B}^{'}=40m/s\]

sehingga diperoleh kecepatan pecahan kedua adalah 40m/s.

Demikian uraian singkat materi momentum dan impuls. Semoga bermanfaat!

Share :