Rumus Momentum dan Impuls dalam Materi Fisika

Rumus Momentum dan Impuls—Halo Sobat Grameds, pernahkah kalian melihat tabrakan yang terjadi antara dua kendaraan di jalan raya? Kira-kira, apa yang terjadi saat kedua kendaraan itu saling bertabrakan? Jika dikaji berdasarkan ilmu fisika, fatal atau tidaknya suatu tabrakan di antara kedua kendaraan berbeda ditetapkan oleh momentum kendaraan itu.

Momentum di dalam materi fisika didefinisikan sebagai besaran yang dimiliki oleh suatu benda yang bergerak. Besarnya momentum bergantung kepada kecepatan dan massa dari benda itu. Secara matematis, momentum bisa diuraikan dengan p = mv, dengan p merupakan momentum (kg m/s), m merupakan massa benda (kg), dan v merupakan kecepatan benda (m/s).

Menurut rumus itu, dapat diketahui jika momentum setara dengan kecepatan bendanya. Dengan demikian, arah momentum sama dengan arah kecepatannya. Selain itu, semakin besar kecepatan suatu benda, akan semakin besar pula momentumnya.

Impuls di sisi lain merupakan hasil kali antara gaya rata-rata dan selang waktu gaya itu bekerja. Secara matematis, bisa diuraikan dengan I = FΔt, dengan I merupakan impuls dalam ns, F merupakan gaya yang diberikan dalam newton, dan Δt merupakan selang waktu dalam detik.

Dalam artikel ini kita akan mempelajari lebih dalam rumus momentum dan impuls pada ilmu fisika. Yuk, simak terus artikel ini hingga selesai, Grameds!

 

Hubungan Impuls dan Momentum

(Sumber foto: pexels.com)

Hubungan antara impuls dan momentum diuraikan oleh teorema impuls-momentum. Teorema tersebut menyebutkan jika impuls yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum dari benda itu. Menurut Hukum II Newton, disebutkan jika gaya (F) yang diberikan pada suatu benda besarnya sama dengan perubahan momentum (Δp) benda per satuan waktu (Δt). Secara matematis, hubungan antara impuls dan perubahan momentum dapat dituliskan sebagai berikut.

I = Δp = p2−p1.

 

Hukum Kekebalan Momentum

Hukum kekebalan momentum menyebutkan jika tidak terdapat gaya luar yang bekerja dalam sistem, momentum benda sebelum maupun setelah tumbukan adalah sama. Hal tersebut berarti total momentum sistem benda sebelum tumbukan selalu sama dengan total momentum sistem benda setelah tumbukan. Secara matematis, hukum kekebalan momentum dapat dituliskan sebagai berikut.

m1v1+m2v2 = m1v1′+m2v2′

Keterangan:

• m1 adalah massa benda 1.
• m2 adalah massa benda 2.
• v1 adalah kecepatan benda 1 sebelum tumbukan.
• v2 adalah kecepatan benda 2 sebelum tumbukan.
• v1 ’ adalah kecepatan benda 1 setelah tumbukan.
• v2 ’ adalah kecepatan benda 2 setelah tumbukan.

 

Tumbukan

Tumbukan dapat dibedakan menjadi tiga tipe, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sempurna. Untuk mengetahui jenis tumbukan, kita dapat melihat dari nilai koefisien restitusinya, yaitu nilai negatif dari perbandingan antara besar kecepatan relatif kedua benda setelah tumbukan dan sebelum tumbukan. Secara matematis, nilai koefisien restitusi dapat dituliskan sebagai berikut:

Nilai-nilai koefisien restitusi untuk ketiga jenis tumbukan tersebut sebagai berikut.

• Pada tumbukan lenting sempurna, nilai e = 1.
• Pada tumbukan lenting sebagian, 0 < e < 1.
• Pada tumbukan tidak lenting sempurna, e = 0.

Berikut adalah penjelasan lengkap dari masing-masing tumbukan:

1. Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan ini adalah tumbukan yang menghasilkan kecepatan awal benda akan sama dengan kecepatan akhir benda. Tumbukan tersebut dapat menerapkan beberapa pernyataan, yaitu:

• Berlaku hukum kekekalan momentum.
• Berlaku hukum kekekalan energi kinetik.
• Nilai koefisien restitusi (e) = 0.

 

2. Tumbukan Lenting Sebagian

Tumbukan ini adalah tumbukan yang mengakibatkan hilangnya energi kinetik setelah terjadi tumbukan dan menjadi energi bunyi, panas, bunyi, dan bentuk energi yang lainnya. Tumbukan tersebut menerapkan beberapa pernyataan, yaitu:

• Berlaku hukum kekekalan momentum.
• Nilai koefisien restitusi (e) = 0 < e < 1.

 

3. Tumbukan Tidak Lenting Sempurna

Tumbukan ini adalah tumbukan yang mengakibatkan benda yang bergerak dan menumbuk benda lain akan langsung berhenti atau kecepatan akhir benda itu 0. Tumbukan tersebut menerapkan beberapa pernyataan, yaitu:

• Berlaku hukum kekekalan momentum.
• Nilai koefisien restitusi (e) = 0.

 

Contoh Soal Impuls dan Momentum

1. Contoh Soal 1

Bagus memperoleh mobil-mobilan dari ayahnya yang bermassa 10 kg. Mobil itu bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Berapakah nilai momentum dan energi kinetik yang dimiliki oleh mobil-mobilan tersebut?

Pembahasan:

Diketahui:
m =10 kg
v = 6 m/s

Penyelesaian:
P = m . v = 10 × 6 = 60 ᵏᵍ/s
EK = ⅟₂ 10 62 = 180 J

Jadi, nilai momentum bernilai 60 ᵏᵍ/s dan energi kinetik yang dihasilkan adalah 180 J.

 

2. Contoh Soal 2

Sebuah bola tenis menumbuk tembok dengan arah tegak dengan kecepatan 6 m/s. Jika koefisien tumbukan yang dialami bola tenis dengan tembok adalah 0,5. Berapa kelajuan bola tenis setelah memantul?

Pembahasan:

Diketahui:
e = 0.5
v1 = 6 m/s
v2 = 0 m/s

Penyelesaian:
e = – ((v1’-v2’) / (v1-v2))
0.5 = -((v1’- 0) / (6-0))
0.5 = -(v1’ / 6)
3 =-v1’

Jadi, kelajuan bola tenis setelah memantul 3 m/s ke arah berlawanan dari semula.

---

Itulah artikel terkait “Rumus Momentum dan Impuls dalam Fisika” yang bisa kalian gunakan untuk referensi dan bahan bacaan. Jika ada saran, pertanyaan, dan kritik, silakan tulis di kotak komentar bawah ini. Bagikan juga tulisan ini di akun media sosial supaya teman-teman kalian juga bisa mendapatkan manfaat yang sama.

Untuk mendapatkan lebih banyak informasi, Grameds juga bisa membaca buku yang tersedia di Gramedia.com. Sebagai #SahabatTanpaBatas kami selalu berusaha untuk memberikan yang terbaik. Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan dan pengetahuan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca. Semoga bermanfaat!

Rujukan

• Indrajit, Dudi (2007). Mudah dan Aktif Belajar Fisika. Depok: PT Grafindo Media Pratama.
• Sutria, Yuna; Marwiyah, Masringgit (2022). Fisika Terapan. Bandung: Penerbit Media Sains Indonesia.

 

Rekomendasi Buku dan E-Book Terkait

1.  Pengenalan Elektronika Daya, Penyearah AC-DC

Pengenalan Elektronika Daya, Penyearah AC-DC merupakan salah satu buku yang dapat digunakan sebagai bahan belajar untuk para akademisi studi teknik. Buku ini dituliskan oleh Didi Istardi. Elektronika daya adalah suatu cabang keilmuan dalam teknik elektro yang mempelajari tentang aplikasi komponen elektronika dalam sistem kontrol dan peralatan listrik.

Elektronika daya umum digunakan untuk konversi energi listrik. Hasil konversi energinya memberikan kualitas daya yang sangat baik. Dalam bidang konversi energi, prinsip elektronika daya banyak digunakan dalam rangkaian penyearah. Elektronika daya dapat diterapkan dalam dioda maupun tiristor. Sistem kontrol elektronika daya ini digunakan untuk mengontrol berbagai macam peralatan industri seperti motor listrik, pemanas, pendingin, kompresor, pompa, conveyor, dan peralatan industri lainnya. Tak hanya di industri elektronika daya ini juga digunakan untuk mengontrol peralatan listrik rumah tangga seperti televisi, air conditioner (AC), kulkas, blender, dan peralatan lainnya.

Elektronika daya dinilai dapat memberikan solusi terhadap permasalahan di dunia industri untuk dapat melakukan pengaturan terhadap peralatan industri yang mempunyai arus dan tegangan yang besar. Beberapa aplikasi dan peralatan di industri bekerja pada arus yang sangat tinggi mencapai ratusan bahkan ribuan ampere dan tegangan tinggi antara 220 V, 380 V, 600 V, 3,8 KV, bahkan ada yang lebih tinggi lagi. Sistem elektronika merupakan dasar keilmuan aplikasi elektronika daya. Sistem elektronika akan membahas tentang peralatan elektronika yang terdiri atas resistor, semikonduktor, kapasitor, dan komponen lainnya yang dapat menyusun suatu rangkaian elektronika.

Buku ini membahas mengenai konsep dasar pengenalan elektronika daya, pengenalan komponen saklar daya, terminologi dan konsep sirkuit daya, tegangan, arus dan daya dalam sirkuit tiga fase, rangkaian pendukung elektronika daya, rangkaian penyearah tidak dikontrol, DC-DC konverter, dan pengendali tegangan bolak-balik (AC-AC controller).

Terdapat contoh-contoh sederhana dalam penerapan sistem elektronikaa daya itu, sendiri sehingga penerapan konsep, teori, dan metodenya dapat dengan mudah diaplikasikan. Setelah selesai membaca buku ini diharapkan mahasiswa dapat memahami pentingnya konsep dan metode sistem elektronika daya bekerja, kemudian mengaplikasikannya dengan benar.

 

2. Energi, Ketenagalistrikan, dan Elektronika Daya

Buku ini merupakan kumpulan pemikiran-pemikiran pendek dari penulis selama berkecimpung di bidang energi, ketenagalistrikan, dan elektronika daya. Pemikiran tersebut banyak tersebar dalam Whatsapp Group, Facebook, Blog, maupun Twitter. Pemikirannya sangat bervariasi, mulai dari yang populer sampai yang serius penuh dengan rumus.

Berdasarkan usulan dari banyak kawan, alangkah bergunanya kalau pemikiran tersebut dibukukan, sehingga bisa banyak memberikan manfaat bagi yang memerlukan. Sampai saat ini, memang penulis belum pernah menerbitkan buku karena merasa ilmu yang dimiliki masih jauh dari cukup. Penulis mohon maaf seandainya ada rujukan yang terlupakan atau ada beberapa pihak yang tidak setuju dengan pendapat penulis.

 

3. Fisika Kuantum: Sejarah dan Kisah Inspiratif Para Tokohnya

Fisika kuantum adalah bidang fisika yang luas yang meliputi setiap mata pelajaran bersangkutan dengan sistem-sistem yang menunjukkan efek mekanis kuantum yang terkenal. Mekanika kuantum sangat penting dipelajari untuk memahami atom-atom secara individual bergabung menjadi ikatan kovalen untuk membentuk molekul-molekul. Aplikasi mekanika kuantum untuk kimia dikenal sebagai kimia kuantum.

Keberanian untuk mendobrak paradigma yang ada merupakan kunci dalam menciptakan perubahan. Sebagai seorang yang memiliki latar belakang dalam bidang teknik dan memilih terjun dalam dunia startup bisnis, Maryana sudah lama tidak menyentuh dunia fisika.

Namun, setelah membaca buku ini Maryana kembali menyadari bahwa perkembangan yang terjadi dalam dunia fisika sebenarnya ikut memberikan dampak dan dapat kita ambil hikmahnya dalam multidimensi keilmuan yang lain, termasuk dalam dunia bisnis startup.

Dalam buku ini dijabarkan secara sangat lengkap dan menarik mengenai sejarah pendobrakan paham fisika klasik menuju fisika kuantum yang sangat panjang dan berliku. Setidaknya semangat para ilmuan fisika kuantum dalam mendobrak paradigma “klasik” inilah yang bisa diadopsi secara langsung dalam bidang keilmuan lain.

Perjalanan para ilmuan fisika kuantum dalam menggali rasa penasaran mereka dan kegigihan untuk tidak pernah puas pada akhirnya membuahkan hasil yang berdampak besar bagi manusia dijabarkan dengan sangat menarik dalam buku ini, dan dikemas agar dapat dipahami bukan hanya oleh para fisikawan, namun juga untuk orang umum seperti saya.

 

4. Tujuh Pelajaran Singkat Fisika

Tujuh Pelajaran Singkat Fisika adalah terjemahan dari judul aslinya Sette Brevi Lezionidi Fisica pada 2014 dan diterjemahkan dalam bahasa Inggris pada 2015 dengan judul Seven Brief Lessons on Physics. Hak cipta terjemahan Indonesianya sendiri terbit pada 2018. Buku ini adalah buku best seller di negara aslinya, Italia dan Britania Raya.

Buku ini adalah kumpulan esai Carlo Rovelli yang tadinya diterbitkan pada edisi Minggu di salah satu koran di Italia, Il Sole 24 Ore. Seperti judulnya, buku ini terdiri dari tujuh bab yang membahas tujuh tema berbeda dalam fisika, yaitu relativitas umum, mekanika kuantum, zarah-zarah dasar, gravitasi, lubang hitam, arsitektur jagat raya, hingga peranan manusia dalam dunia yang terhampar luas ini. Semua itu dirangkum hanya dalam 70 halaman buku berbahasa Indonesia.

Pelajaran-pelajaran di buku ini ditulis untuk mereka yang tak tahu atau hanya sedikit mengetahui tentang sains modern. Kesemuanya memberikan rangkuman singkat aspek-aspek paling mengagumkan dari revolusi besar yang telah terjadi dalam fisika pada abad ke-20 dan ke-21, juga pertanyaan dan misteri yang ditimbulkannya. Sains menunjukkan kepada pembaca cara memahami dunia dengan lebih baik.

Ini sebuah buku tentang sukacita penemuan. Sebuah pengantar fisika modern yang memengaruhi pikiran, menghibur, dan menyenangkan, serta telah menjadi buku terlaris di Italia dan Inggris Raya. Carlo Rovelli menawarkan penjelasan yang mengejutkan—dan secara mengejutkan mudah ditangkap—tentang relativitas umum, mekanika kuantum, zarah-zarah dasar, gravitasi, lubang hitam, arsitektur rumit jagat raya, dan peranan manusia di dalam dunia yang menakjubkan dan aneh ini. Dia membawa kita menuju batas-batas pengetahuan kita: ke sudut-sudut terkecil tatanan penting ruang, kembali ke asal-usul jagat raya, dan ke dalam proses pemikiran kita.

Rovelli mengajak kita semua menjelajahi fisika lewat tulisan-tulisannya dengan cara yang jauh lebih sederhana agar bisa dinikmati dan dipahami oleh siapa saja. Tidak melulu soal angka dan rumus. Nyatanya, fisika ada di sekitar kita, dialami oleh diri kita sendiri dan menjadi salah satu hal yang tidak bisa terpisahkan dalam kehidupan manusia.

 

5. Buku Fisika Dasar untuk Mahasiswa Ilmu Komputer dan Informatika

Fisika dasar adalah mata kuliah yang termasuk ke dalam cabang ilmu pengetahuan alam. Mata kuliah ini adalah salah satu mata kuliah dasar teknik. Materi mata kuliah fisika dasar terdiri atas besaran dan satuan, gerak relatif, dinamika benda titik, gerak rotasi, elastisitas dan osilasi, gravitasi, mekanika fluida, kalor, gelombang mekanik, hukum gauss, medan dan gaya listrik, energi potensial, listrik dan potensial listrik, kapasitor, GGL induksi magnetik, arus bolak-balik, fisika modern.

Buku ini dimaksudkan sebagai buku pegangan mahasiswa peserta mata kuliah Fisika Dasar di Jurusan Ilmu Komputer dan Informatika tahun pertama. Diharapkan pemakai buku ini dapat menguasai materi pemaparan fisika dasar, walaupun pada satuan kredit semester (sks) sedikit secara efektif pada kualitas hasil pembelajaran yang memadai. Materi dan urutan pemaparan di setiap pokok bahasannya disesuaikan dengan Springer-Physics for Computer Science Students, tetapi ditulis dan disesuaikan dengan suasana yang lebih mengindonesia.

Sejauh mungkin buku ini menghindari kalkulus yang berkepanjangan. Setiap bab di buku ini disertai contoh soal, latihan akhir bab, dan soal evaluasi di bagian lampiran buku ini. Untuk meningkatkan pemahaman dalam membaca buku ini, pembaca diharapkan berlatih soal di contoh-contoh soal, dan soal latihan di akhir bab. Soal latihan tersebut dimulai dari nomor gasal dan dibandingkan dengan kunci jawaban yang juga telah disediakan. Selanjutnya, tingkat pemahaman pembaca dapat diuji lagi dengan mengerjakan soal-soal evaluasi di bagian akhir buku ini.