Assalammualaikum.wr.wb
Pertama - tama mari kita panjatkan puji syukur kepada alloh swt. yang mana telam memberi kita nikmat sehigga pada kesempatan kali ini. saya dapat memeberikan informasi
A. HUKUM GERAK NEWTON
1. Pengertian
Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yang menjadi dasar mekanika klasik.
Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Hukum ini telah dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama hampir 3 abad, dan dapat dirangkum sebagai berikut
1. Hukum Pertama: setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali ada gaya yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut. Berarti jika resultan gaya nol, maka pusat masa dari suatu benda tetap diam, atau bergerak dengan kecepatankonstan (tidak mengalami percepatan). Hal ini berlaku jika dilihat dari kerangka acuan inersial.
2. Hukum Kedua: sebuah benda dengan massa M mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan a yang arahnya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga diartikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan turunan dari momentum linier benda tersebut terhadap waktu.
3. Hukum Ketiga: gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan arah terbalik, dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar –F kepada benda A. F dan –F memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagai aksi dan –F adalah reaksinya
2. Tinjauan
Hukum Newton diterapkan pada benda yang dianggap sebagai partikel,dalam evaluasi pergerakan misalnya, panjang benda tidak dihiraukan, karena objek yang dihitung dapat dianggap kecil, relatif terhadap jarak yang ditempuh. Perubahan bentuk (deformasi) dan rotasi dari suatu objek juga tidak diperhitungkan dalam analisisnya. Maka sebuah planet dapat dianggap sebagai suatu titik atau partikel untuk dianalisa gerakan orbitnya mengelilingi sebuah bintang.
Dalam bentuk aslinya, hukum gerak Newton tidaklah cukup untuk menghitung gerakan dari objek yang bisa berubah bentuk (benda tidak padat). Leonard Eruel pada tahun 1750 memperkenalkan generalisasi hukum gerak Newton untuk benda padat yang disebut hukum gerak Euerel, yang dalam perkembangannya juga dapat digunakan untuk benda tidak padat. Jika setiap benda dapat direpresentasikan sebagai sekumpulan partikel-partikel yang berbeda, dan tiap-tiap partikel mengikuti hukum gerak Newton, maka hukum-hukum Euler dapat diturunkan dari hukum-hukum Newton. Hukum Euler dapat dianggap sebagai aksioma dalam menjelaskan gerakan dari benda yang memiliki dimensi.
Ketika kecepatan mendekati kecepatan cahaya, efek dari relativitas umum harus diperhitungkan
3. Macam - macam hukum newton
a. Hukum pertama Newton
Hukum ini menyatakan bahwa jika resultan gaya (jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda) bernilai nol, maka kecepatan benda tersebut konstan. Dirumuskan secara matematis menjadi:
Artinya :
v Sebuah benda yang sedang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.
v Sebuah benda yang sedang bergerak, tidak akan berubah kecepatannya kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.
v Hukum pertama newton adalah penjelasan kembali dari hukum inersia yang sudah pernah dideskripsikan oleh Galileo. Dalam bukunya Newton memberikan penghargaan pada Galileo untuk hukum ini. Aristoteles berpendapat bahwa setiap benda memilik tempat asal di alam semesta: benda berat seperti batu akan berada di atas tanah dan benda ringan seperti asap berada di langit. Bintang-bintang akan tetap berada di surga. Ia mengira bahwa sebuah benda sedang berada pada kondisi alamiahnya jika tidak bergerak, dan untuk satu benda bergerak pada garis lurus dengan kecepatan konstan diperlukan sesuatu dari luar benda tersebut yang terus mendorongnya, kalau tidak benda tersebut akan berhenti bergerak. Tetapi Galileo menyadari bahwa gaya diperlukan untuk mengubah kecepatan benda tersebut (percepatan), tetapi untuk mempertahankan kecepatan tidak diperlukan gaya. Sama dengan hukum pertama Newton : Tanpa gaya berarti tidak ada percepatan, maka benda berada pada kecepatan konstan
F1 + F2 + (– F3) = F1 + F2 – F3 = 12 N + 24 – 36 N = 0 N
b. Hukum kedua Newton
Walter Lewin menjelaskan hukum dua Newton dengan menggunakan gravitasi sebagai contohnya.(MIT OCW)
Hukum kedua menyatakan bahwa total gaya pada sebuah partikel sama dengan banyaknya perubahan momentum linier p terhadap waktu
Dengan F adalah total gaya yang bekerja, m adalah massa benda, dan a adalah percepatan benda. Maka total gaya yang bekerja pada suatu benda menghasilkan percepatan yang berbanding lurus.
Massa yang bertambah atau berkurang dari suatu sistem akan mengakibatkan perubahan dalam momentum. Perubahan momentum ini bukanlah akibat dari gaya. Untuk menghitung sistem dengan massa yang bisa berubah-ubah, diperlukan persamaan yang berbeda.
Sesuai dengan hukum pertama, turunan momentum terhadap waktu tidak nol ketika terjadi perubahan arah, walaupun tidak terjadi perubahan besaran. Contohnya adalah gerak melingkar beraturan. Hubungan ini juga secara tidak langsung menyatakan kekekalan momentum: Ketika resultan gaya yang bekerja pada benda nol, momentum benda tersebut konstan. Setiap perubahan gaya berbanding lurus dengan perubahan momentum tiap satuan waktu.
Hukum kedua ini perlu perubahan jika realivitas umum diperhitungkan, karena dalam kecepatan sangat tinggi hasil kali massa dengan kecepatan tidak mendekati momentum sebenarnya.
Sistem dengan massa berubah
Sistem dengan massa berubah, seperti roket yang bahan bakarnya digunakan dan mengeluarkan gas sisa, tidak termasduk dalam sistem tertutup dan tidak dapat dihitung dengan hanya mengubah massa menjadi sebuah fungsi dari waktu di hukum kedua. Alasannya, seperti yang tertulis dalam An Introduction to Mechanics karya Kleppner dan Kolenkow, adalah bahwa hukum kedua Newton berlaku terhadap partikel-partikel secara mendasar.Pada mekanika klasik, partikel memiliki massa yang konstant. Dalam kasus partikel-partikel dalam suatu sistem yang terdefinisikan dengan jelas, hukum Newton dapat digunakan dengan menjumlahkan semua partikel dalam sistem:
Sistem dengan massa yang berubah-ubah seperti roket atau ember yang berlubang biasanya tidak dapat dihitung seperti sistem partikel, maka hukum kedua Newton tidak dapat digunakan langsung. Persamaan baru digunakan untuk menyelesaikan soal seperti itu dengan cara menata ulang hukum kedua dan menghitung momentum yang dibawa oleh massa yang masuk atau keluar dari sistem
dengan u adalah kecepatan dari massa yang masuk atau keluar relatif terhadap pusat massa dari objek utama. Dalam beberapa konvensi, besar (u dm/dt) di sebelah kiri persamaan, yang juga disebut dorongan, didefinisikan sebagai gaya (gaya yang dikeluarkan oleh suatu benda sesuai dengan berubahnya massa, seperti dorongan roket) dan dimasukan dalam besarnya F. Maka dengan mengubah definisi percepatan, persamaan tadi menjadi
Sejarah
Hukum kedua Newton dalam bahasa aslinya (latin)
Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.
Diterjmahkan dengan cukup tepat oleh Motte pada tahun 1729 menjadi:
Law II: The alteration of motion is ever proportional to the motive force impress'd; and is made in the direction of the right line in which that force is impress'd.
Yang dalam Bahasa Indonesia berarti:
Hukum Kedua: Perubahan dari gerak selalu berbanding lurus terhadap gaya yang dihasilkan / bekerja, dan memiliki arah yang sama dengan garis normal dari titik singgung gaya dan benda.
Contoh :
Sebuah mobil truk yang massanya 10.000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Mobil direm dan dalam waktu 20 sekon mobil tersebut berhenti. Gaya rem yang bekerja pada mobil tersebut hingga berhenti adalah...
Diketahui: m = 10.000 kg Ditanya: = F..?
v0 = 20 m/s
t = 20 s
v = 0 (berhenti)
Diketahui: m = 10.000 kg Ditanya: = F..?
v0 = 20 m/s
t = 20 s
v = 0 (berhenti)
Jawab : Terlebih dahulu hitung percepatan (a) dengan menggunakan persamaan glbb (rumus 1)
v = v0 + a . t
Menghitung menggunakan hukum II Newton.
F = 10.000 kg . – 1 m/s2 = – 10.000 N
v = v0 + a . t
Menghitung menggunakan hukum II Newton.
F = 10.000 kg . – 1 m/s2 = – 10.000 N
. Hukum ketiga Newton
Benda apapun yang menekan atau menarik benda lain mengalami tekanan atau tarikan yang sama dari benda yang ditekan atau ditarik. Kalau anda menekan sebuah batu dengan jari anda, jari anda juga ditekan oleh batu. Jika seekor kuda menarik sebuah batu dengan menggunakan tali, maka kuda tersebut juga "tertarik" ke arah batu: untuk tali yang digunakan, juga akan menarik sang kuda ke arah batu sebesar ia menarik sang batu ke arah kuda.
Secara sederhananya, sebuah gaya selalu bekerja pada sepasang benda, dan tidak pernah hanya pada sebuah benda. Jadi untuk setiap gaya selalu memiliki dua ujung. Setiap ujung gaya ini sama kecuali arahnya yang berlawanan. Atau sebuah ujung gaya adalah cerminan dari ujung lainnya.
Secara matematis, hukum ketiga ini berupa persamaan vektor satu dimensi, yang bisa dituliskan sebagai berikut. Asumsikan benda A dan benda B memberikan gaya terhadap satu sama lain.
Fa,b adalah gaya-gaya yang bekerja pada A oleh B, dan
Fb,a adalah gaya-gaya yang bekerja pada B oleh A.
Newton menggunakan hukum ketiga untuk menurunkan hukum momentum, namun dengan pengamatan yang lebih dalam, kekekalan momentum adalah ide yang lebih mendasar (diturunkan melalui teorema Neother dari relativitas galileo dibandingkan hukum ketiga, dan tetap berlaku pada kasus yang membuat hukum ketiga newton seakan-akan tidak berlaku. Misalnya ketika medan gaya memiliki momentum, dan dalam mekanika kuantum
Suatu benda dijatuhkan dari atas bidang miring yang licin dan sudut kemiringan 300. Tentukanlah percepatan benda tersebut jika g = 10 m/s2 dan massa benda 4 kg ?
Diketahui : m = 4 kg
g = 10 m/s2
θ = 300
Ditanya : a ?
Jawab :
F = mg sin θ
θ mg mg cos θ
F = - mg sin θ = ma
a = - g sin θ
= - 10 sin 300
= - 10 . (0,5)
= 5 m/s2
B. Usaha Dan Energi Fisika
1. Pengertian Usaha
Pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari berbeda dengan pengertian usaha dalam fisika. Untuk memahami perbedaan pengertian tersebut di bawah ini diberikan beberapa contoh dan penjelasannya.
I. Pengertian “Usaha” berdasarkan pengertian sehari-hari:
· Bila seseorang mahasiswa ingin lulus dengan IPK yang baik, diperlukan usaha keras untuk belajar
· Dosen yang baik, selalu berusaha dengan berbagai cara untuk menerangkan mata kuliahnya, agar dapat difahami dengan baik oleh mahasiswanya.
· Dari dua contoh di atas dapat disimpulkan bahwa kata “Usaha” dalam bahasa sehari-hari menjelaskan hampir semua aktivitas sehari-hari. Kata “usaha” dalam pengertian sehari-hari ini tidak dapat dinyatakan dengan suatu angka atau ukuran dan tidak dapat pula dinyatakan dengan rumus matematis. Tetapi dalam fisika usaha merupakan definisi yang sudah pasti, mempunyai arti dan dapat dinyatakan dengan rumus matematis. Jadi pengertian usaha menurut bahasa sehari-hari sebagai “upaya” untuk mendapatkan sesuatu.
II. Pengertian usaha dalam Fisika
Dalam fisika, usaha merupakan proses perubahan Energi dan usaha ini selalu dihubungkan dengan gaya (F) yang menyebabkan perpindahan (s) suatu benda. Dengan kata lain, bila ada gaya yang menyebabkan perpindahan suatu benda, maka dikatakan gaya tersebut melakukan usaha terhadap benda.
2. Usaha oleh Gaya Konstan
Pengertian usaha yang diterangkan di atas adalah usaha oleh gaya konstan, artinya arah dan nilainya konstan. Besar (nilai) usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya (F) pada suatu benda yang mengakibatkan perpindahan sebesar s, dapat dirumuskan kembali dengan kalimat, sebagai berikut:
Besar usaha oleh gaya konstan didefinisikan sebagai hasil besar komponen gaya pada arah perpindahan dengan besarnya perpindahan yang dihasilkan.
Apabila usaha tersebut dirumuskan secara matematis dapat ditulis sebagai berikut:
W =Fs . S
W : Besar Usaha (kg . m 2 /s 2 , joule atau newton . meter)
Fs : Besar komponen gaya pada arah perpindahan (newton)
s : Besar perpindahan (m)
Jika gaya yang bekerja membentuk sudut α dengan arah perpindahan, perhatikan gambar dibawah ini.
membentuk sudut α dengan horisontal.
Jika gaya yang melakukan usaha membentuk sudut α dengan perpindahan, maka gaya tersebut dapat diuraikan ke dalam dua komponen, yaitu :
Komponen y :
F y = F sin α
Komponen x, gaya yang searah dengan perpindahan :
F x = F cos α
Sesuai dengan rumus (1.1), Fs merupakan komponen gaya pada arah perpindahan, maka pada rumus (1.1) Fs digantikan dengan F cos α dan dapat dituliskan sebagai:
W = F y . s
W = F cos α s
W = F s cos α
Usaha adalah besaran skalar, dimana usaha merupakan perkalian skalar (dot product) antara vektor gaya dan vektor perpindahan. Oleh karena itu usaha merupakan besaran skalar.
W = F . s
3. Satuan dan Dimensi Usaha
Untuk mencari satuan dan dimensi usaha, dapat diturunkan dari rumus (1.1). Jika digunakan Satuan Sistem Internasional maka, gaya F dalam newton (kg m/s2) dan perpindahan s dinyatakan dalam meter (m).
Satuan usaha
= satuan gaya x satuan perpindahan
= kg m/s2 x m
= kg m2 /s2
= joule
Satu Joule adalah besar usaha yang dilakukan oleh gaya satu newton untuk memindahkan benda sejauh satu meter
Untuk mencari dimensinya:
dimensi usaha = dimensi gaya x dimensi perpindahan
[ W ] = [ F ] . [ s ]
= MLT-2 . L
= ML2 T-2
4. Usaha yang dihasilkan lebih dari satu gaya
Bila kita melihat kejadian sehari-hari, dapat kita lihat bahwa sebuah benda akan dikenai gaya lebih dari satu. Oleh karenanya, jika ditanya berapa usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya tersebut maka haruslah dihitung usaha oleh masing-masing gaya-gaya tersebut, kemudian usaha dari masing-masing gaya tersebut dijumlahkan.
Seandainya pada sebuah benda bekerja 3 buah gaya F1 , F2, dan F3 sehingga benda mengalami perpindahan sejauh s. gaya F1 .membentuk sudut α 1 dengan vektor s, F 2 membentuk sudut α2 , dan F3 membentuk sudut α3. Berapakah usaha oleh ketiga gaya tersebut terhadap benda.
Gambar 2 : Usaha oleh beberapa gaya
Usaha masing-masing gaya dapat dicari dengan menggunakan rumus (1.2)
W = F s cos α
Gaya F1 akan melakukan usaha sebesar
W1 = F1 s cos α1
Gaya F 2 akan melakukan usaha sebesar
W2 = F2 s cos α2
Gaya F 3 akan melakukan usaha sebesar
W3 = F3 s cos α3
Maka Usaha total (Usaha yang dilakukan oleh ketiga gaya tersebut)
W = W1 + W2 + W3
W = F1 s cos α1 + F2 s cos α2 + F3 s cos α3
5. Energi
Energi sering juga disebut dengan tenaga. Dalam kehidupan sehari-hari energi dihubungkan dengan gerak, misal orang yang energik artinya orang yang selalu bergerak tidak pernah diam. Energi dihubungkan juga dengan kerja, Jadi :
Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja.
Dalam Fisika energi dihubungkan dengan gerak, yaitu kemapuan untuk melakukan kerja mekanik. Energi dialam adalah besaran yang kekal, dengan sifat-sifat sebagai berikut :
i. Transformasi energi : energi dapat diubah menjadi energi bentuk lain, tidak dapat hilang misal energi pembakaran berubah menjadi energi penggerak mesin
ii. Transfer energi : energi dapat dipindahkan dari suatu benda kebenda lain atau dari sistem ke sistem lain, misal kita memasak air, energi dari api pindah ke air menjadi energi panas, energi panas atau kalor dipindah lagi keuap menjadi energi uap
iii. Kerja : energi dapat dipindah ke sistem lain melalui gaya yang menyebabkan pergeseran, yaitu kerja mekanik
iv. Energi tidak dapat dibentuk dari nol dan tidak dapat dimusnahkan
v. Sumber-sumber energi yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari misalnya: energi minyak bumi, energi batubara, energi air terjun, energi nuklir dan energi kimia.
6. Macam-macam Energi
a. Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial adalah energi yang dimiliki akibat kedudukan benda tersebut terhadap bidang acuannya. Sedangkan yang dimaksud dengan bidang acuan adalah bidang yang diambil sebagai acuan tempat benda mempunyai energi potensial sama dengan nol. Sebagai contoh dari energi potensial, adalah energi pegas yang diregangkan, energi karet ketapel, energi air terjun.
Energi Potensial gravitasi suatu benda yang bermassa m dan berada di dalam medan gravitasi benda lain yang bermassa M (dalam kasus ini diambil bumi yang bermassa M)
Dengan titik acuan di tak hingga, dimana :
G = tetapan gravitasi umum = 6,67 x 10-11 N m2 /kg2
M = massa bumi
m = massa benda
r = jarak benda dari pusat bumi
Apabila permukaan bumi sebagai bidang potensial nol dan ketinggian tidak melebihi 1000 km (percepatan gravitasi tidak terlalu berbeda, dianggap konstan), perumusan energi potensial, secara matematis dapat ditulis
Ep = m g h
Keterangan :
Ep = energi potensial (joule)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian dari muka bumi (m)
Untuk lebih memahaminya, mari kita perhatikan sebuah buku yang berada di atas sebuah meja, maka dapat dikatakan bahwa buku tersebut mempunyai energi potensial gravitasi terhadap lantai. Jika buku tersebut mempunyai energi potensial gravitasi berarti gaya gravitasi pada benda tersebut mampu melakukan usaha dari tempat semula ke lantai. Dalam kasus ini, bidang lantai dianggap sebagai bidang acuan.
Energi potensial buku
1). Jika lantai sebagai bidang acuan
Ep = m g h
2). Jika bidang meja sebagai bidang acuan
Ep = 0
Dalam hal ini h = 0
b. Energi Potensial Pegas
Energi potensial pegas adalah energi potensial karena adanya tarikan atau penekanan pegas atau kemampuan suatu benda yang dihubungkan dengan pegas untuk berada pada suatu tempat karena panjang pegas berubah sepanjang x
Epegas = 1/2 k.x2
Dimana :
Epegas = energi potensial pegas (joule)
k = konstanta pegas (N/m)
x = perubahan panjang pegas (m)
c. Energi Kinetik
Sebuah benda yang bermassa m dan bergerak dengan laju v, mempunyai energi kinetik sebesar Ek dengan kata lain , energi kinetik suatu benda adalah energi yang dipunyai benda yang bergerak. Berarti setiap benda yang bergerak, mempunyai energi kinetik Ek , secara matematis, energi kinetik dapat ditulis sebagai:
Gambar 3 : Benda bermassa m bergerak dengan kecepatan v
Ek = 1/2 mv2
Dimana:
m = massa benda (kg )
v = laju benda (m/s)
Ek = energi kinetik (joule )
C. Momentum dan Impuls
1.Pengertian momentum
Momentum di definisikan sebagai ukuran kesukaran untuk memberhentikan suatu benda. Momentum dinotasikan dengan (P) dengan satuan (kg.m/s). Momentum diperoleh dari hasil kali besaran skala massa (m) dengan besaran vektor kecepatan (m/s). Momentum sendiri merupakan besaran vektor.
Rumus momentum yaitu :
P = m.v
Keterangan: P = Momentum (kg.m/s)
m = Massa benda (kg)
v = Kecepatan benda (m/s)
Contoh :
1. Diketahui : m = 1.500kg
v = 36km/jam = 10m/s
Ditanya : Momentum (P) ...?
Jawab : P = m.v
= 15.000kg.m/s
2. Seorang pemain bola bermassa 90kg bergerak lurus dengan kelajuan 4m/s. Sebuah granat bermassa 1kg ditembakkan dengan kelajuan 500m/s. Manakah yang mempunyai momentum lebih besar?
Pembahasan :
Diketahui : (m) pemain bola = 90kg
(v) pemain bola = 4m/s
(m) granat = 1kg
(v) granat = 500m/s
Jawab : * Besar momentum pemain bola:
(P) pemain = m pemain .v pemain
= 90kg . 4m/s = 360kg.m/s
*Besar momentum sebuah granat:
(P) granat = m granat . v granat
= 1kg . 500m/s = 500kg.m/s
Jadi, yang mempunyai momentum lebih besar adalah sebuah granat dengan momentum 500kg.m/s.
2.Hukum kekekalan momentum
Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa, “Jumlah momentum sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum setelah tumbukan.
Hukum momentum:
P sebelum = P sesudah
P1 + P2 = P1’ + P2’
m1v1 + m2v2 = m1v1’+m2v2’
Contoh :
Sebuah gerbang mempunyai massa 10.000kg berjalan dengan laju 24m/s ke kanan dan menabrak gerbang sejenis yg berhenti. Jika kedua gerbang tersambung akibat tumbukan, berapakah kecepatan (v) keduanya sesaat setelah tumbukan?
Jawab: Jumlah momentum sebelum tumbukan
P1 = m1.v1+m2.v2
(10.000kg)(24m/s) + (10.000kg)(0m/s) = 2,4 x 100.000 kg.m/s
Arah momentum total mula-mula ke kanan, setelah tumbukan kedua gerbong tersambung sehingga kecepatannya sama yaitu (v’) dan momentumnya menjadi:
P2=(m1+m2) . v’
Jumlah momentum sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum setelah tumbukan
P1 = P2
2,4 . 100000 kg.m/s = (m1+m2) . v’
(m1+m2) . v’ = 2,4 . 100.000 kg.m/s
(m1+m2) . v’ = 2,4 . 100.000 kg.m/s
(10.000kg)+(10.000kg)v’ = 2,4 . 100.000 kg.m/s
v’ = 12m/s
Jadi, setelah tumbukan, kedua gerbong bergerak ke kanan dengan kecepatan 12m/s.
Hukum kekekalan momentum menyatakan:
Bila tidak ada gaya dari luar yang bekerja pada benda-benda yang melakukan interaksi, atau resultan gaya dari luar yang bekerja pada benda-benda adalah nol, maka jumlah momentum benda-benda sebelum mengadakan interaksi selalu sama dengan jumlah momentum benda-benda setelah mengadakan interaksi.
3.Peristiwa yang berlaku pada hukum kekekalan momentum
v Tumbukan benda
v Interaksi dua benda
v Peristiwa ledakan
v Peristiwa tarik-menarik
v Peristiwa jalannya roket/jet
4.Contoh penerapan hukum kekekalan momentum kehidupan sehari-hari
· Prinsip peluncuran roket : Besar momentum yang di hasilkan gaya dorong oleh bahan bakar sama dengan momentum meluncurnya roket
v Senapan/Meriam
v Orang ketika melompat dari perahu
v Ayunan balistik
v Balon udara pada mobil dan sabuk pengaman.
5.Pengertian Impuls
Impuls, dinotasikan dengan ( I ) dan memiliki satuan (N.s) atau (kg.m/s). Impuls adalah hasil kali gaya konstan seaat dengan selang waktu gaya bekerja. Impuls sendiri merupakan besaran vektor. Menurut definisinya, Impuls dapat dinyatakan oleh:
I = F. ∆t
Keterangan: I = Impuls (N.s)
F = Gaya suatu benda (N)
∆t = Selang waktu singkat (s)
Contoh :
Dik : m = 0,5kg
v0 = 0
F = 80N
v = 6m/s
Dit: a. Impuls (I) ...?
b. Waktu sentuhan bola dan pemukul (∆t) ....?
Jawab :
a) I = mv-mv0 = m(v-v0)
= 0,5(6-0) = 3N.s
b) ∆t = mv-mv0 = 0,5(6-0)
F 80
= 0,0375 s
= 37,5ms
6.HUBUNGAN IMPULS DAN MOMENTUM
Hukum II Newton menjelaskan bahwa besar gaya yang bekerja dalam setiap satuan massa terhadap benda sama dengan besar percepatan yang di alami benda tersebut, atau dituliskan:
F = m.a
Percepatan benda adalah laju perubahan percepatan yang dialami benda terhadap waktu, yaitu:
a = ∆v
___
∆t
Sehingga hukum II Newton dapat ditulis
∆v
F = m ____
∆t
Persamaan (4.5) dapat ditulis menjadi
F∆t = m . ∆v
= m (v-v0)
= mv-m0 (4.5a)
Sisi kanan persamaan (4.5a) menunjukan perubahan momentum yaitu selisih antara momentum akhir (P = mv) dengan momentum awal (P0 = mv0)
Sedangkan sisi kiri, menunjukan impuls (I = F∆t). Dengan demikian persamaan (4.5a) dapat ditulis menjadi
I = P-P0
I = ∆t
Dapat disimpulkan bahwa Impuls ( I ) sama dengan perubahan momentum (∆p). Ini menunjukan bahwa gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan perubahan momentum benda persatuan waktu.
P1 = momentum awal (kg.m/s)
P2=Momentum akhir (kg.m/s)
v1=Kecepatan awal (m/s)
v2= Kecepatan akhir (m/s)
Contoh:
Dik : m = 1500kg
v1=+20m/s
v2= 15m/s
∆t = 3s
Dit : F...?
Jawab : I = ∆P
F. ∆t = P2-P1
F. ∆t = m . v2 – m . v1
F(3s) = (1500kg)(15m/s) – (1500kg)(20m/s)
F= -7500kg : 3s
= -2500N
Terima kasih telah mengunjung,i blog saya, mohon maaf bila banyak salah maupun kekurangannya..
Wassalammualaikum.wr.wb
Belum ada tanggapan untuk "Rakuman mengenai hukum newton, usaha dan energi, serta momentum"
Posting Komentar