Hukum Kekekalan Momentum

B.    Hukum Kekekalan Momentum dan Tumbukan   

1.   Hukum Kekekalan Momentum

“jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem, maka momentum total sesaat sebelum sama dengan momentum total sesudah tumbukan”

                           

Penurunan rumus secara umum dapat dilakukan dengan meninjau gaya interaksi saat terjadi tumbukan berdasarkan hukum III Newton.

Impuls yang terjadi selama interval waktu Δt adalah F₁ Δt = -F₂ Δt, kita ketahui bahwa:

 I = F Δt = Δp, maka persamaannya menjadi seperti berikut:

Δp₁ = – Δp₂

m₁v₁ – m₁v’₁  = -(m₂v₂ – m₂v’₂)

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v’₁ + m₂v’₂

p₁ + p₂ = p’₁ + p’₂

Jumlah Momentum Awal = Jumlah Momentum Akhir

Keterangan  P_1,P₂= momentum benda 1 dan 2 sebelum tumbukan, P_‘1, p’₂= momentum benda 1 dan 2 sesudah tumbukan, m₁, m₂= massa benda 1 dan 2, v₁, v₂  =kecepatan benda 1 dan 2 sebelum tumbukan, v’₁, v’₂=kecepatan benda 1 dan 2 sesudah tumbukan.

Contoh Soal  

Sebuah peluru dengan massa 50 g dan kecepatan 1400 m/s mengenai dan menembus sebuah balok dengan massa 250 kg yang diam di bidang datar tanpa gesekan. Jika kecepatan peluru setelah menembus balok 400 m/s, maka hitunglah kecepatan balok setelah tertembus peluru!

Jawab:

Diketahui:       m₁          = 50 g = 0,05 kg

                                      v₁          = 1400 m/s

                                     v₂         = 0

                                        v^’₁       = 400 m/s

                                          v^’₂    = ......?

m₁ . v₁ + m₂ . v₂           = m₁ . v^’₁ + m₂ . v^’₂

0,05 . 1400 + 250 .     = 0,05 . 400 + 250 . v^’₂

       70                      = 20 + 250 v^’₂

                        v^’₂       = (70 - 20) : 250

                        v^’₂       = 0,2 m/s 

 

 2.  Aplikasi hukum kekekalan momentum dalam kehidupan sehari-hari 

http://hotel-furniture.ae/

Pada permainan bola sodok, bola putih berhenti setelah menumbuk bola bernomor tepat pada titik pusat benda. Bola bernomor yang ditumbuk bergerak dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan bola putih sesaat sebelum tumbukan terjadi. Semua bola dalam permainan bola sodok memiliki massa yang sama. Momentum bola putih sebelum tumbukan sama dengan momentum bola bernomor setelah tumbukan. Sehingga momentum total kedua bola sebelum dan sesudah tumbukan sama.

A.  Tujuan      

                          Merumuskan hukum kekekalan momentum untuk sistem tanpa gaya luar.

B. Kasus

Pernahkah kamu melihat adegan Tom Cruise menembakkan senjata api? Tom Cruise melakukan latihan tembak di dalam ruangan dalam sebuah adegan film.Senjata  apiyang digunakan berjenis pistol dan senapan serbu. Senapan serbu yang digunakan memiliki massa yang lebih besar dari pistol.

C.  Dugaan 

1.   Apa yang terjadi pada senjata api dan peluru setelah ditembakkan? 

2.   Jika senjata yang digunakan memiliki massa lebih besar bagaimana dengan kecepatan senjata api tersebut setelah ditembakkan? 

3.   Jika peluru yang digunakan memiliki massa lebih besar dan dengan jumlah bahan peledak yang sama di dalamnya, bagaimana kecepatan peluru tersebut setelah ditembakkan? 

4.  Jika ledakan amunisi dibuat lebih keras, bagaimana pengaruhnya terhadap kecepatan hentak senjata api dan kecepatan peluru yang dilontarkan?