Momentum Impuls dan Tumbukan Revisi

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

Materi Presentasi Pelajaran Fisika untuk anak SMA

Comments

Presentation Transcript

MOMENTUM,IMPULS & TUMBUKAN:

MOMENTUM,IMPULS & TUMBUKAN a guspurnomosite.blogspot.com Drs. Agus Purnomo

Momentum dan Impuls:

2 Momentum dan Impuls

Pada benda bergerak, dideskripsikan dengan besaran-besaran yang telah dipelajari antara lain :

4 Pada benda bergerak, dideskripsikan dengan besaran-besaran yang telah dipelajari antara lain Posisi Jarak Kecepatan Percepatan Waktu tempuh Energi kinetik Perpindahan Laju Gaya total Ada yang merupakan besaran vektor ada yang merupakan besaran skalar

Besaran yang merupakan ukuran mudah atau sukarnya suatu benda mengubah keadaan geraknya (mengubah kecepatannya, diperlambat atau dipercepat)  momentum:

5 Besaran yang merupakan ukuran mudah atau sukarnya suatu benda mengubah keadaan geraknya (mengubah kecepatannya, diperlambat atau dipercepat)  momentum Definisi momentum : Hasil kali massa dan kecepatan Momentum  besaran vektor , satuannya kg.m/s

Contoh Soal ::

6 Contoh Soal : Berapa besar momentum burung 22 g yang terbang dengan laju 8,1 m/s? Gerbong kereta api 12.500 kg berjalan sendiri di atas rel yang tidak mempunyai gesekan dengan laju konstan 18,0 m/s. Berapa momentumnya? Jika suatu peluru memiliki massa 21,0 g ditembakkan dan memiliki laju 210 m/s, berapa momentumnya?

Laju perubahan momentum sebuah benda sama dengan gaya total yang diberikan padanya:

7 Laju perubahan momentum sebuah benda sama dengan gaya total yang diberikan padanya Hk. Newton II

Contoh:

8 Contoh Air keluar dari selang dengan debit 1,5 kg/s dan laju 20 m/s, dan diarahkan pada sisi mobil, yang menghentikan gerak majunya, (yaitu, kita abaikan percikan ke belakang.) Berapa gaya yang diberikan air pada mobil? Mencuci mobil: perubahan momentum dan gaya .

Penyelesaian:

9 Penyelesaian Kita ambil arah x positif ke kanan. Pada setiap sekon, air dengan momentum p x = mv x = (1,5 kg)(20 m/s) = 30 kg.m/s berhenti pada saat mengenai mobil. Besar gaya (dianggap konstan) yang harus diberikan mobil untuk merubah momentum air sejumlah ini adalah Tanda minus menunjukkan bahwa gaya pada air berlawanan arah dengan kecepatan asal air. Mobil memberikan gaya sebesar 30 N ke kiri untuk menghentikan air, sehingga dari hukum Newton ketiga, air memberikan gaya sebesar 30 N pada mobil.

BEBERAPA PENGGUNAN PRINSIP MOMENTUM:

BEBERAPA PENGGUNAN PRINSIP MOMENTUM Dua buah balok A dan B yang bermassa mA dan mB, yang dihubungkan oleh sebuah pegas dan terletak di atas meja horisontal tanpa gesekan. Pegas kita regangkan dengan menarik kedua balok kesamping seperti pada gambar

PowerPoint Presentation:

Balok yang satu bermomentum positif ( A bergerak dalam arah +x) dan balok yang lain bemomentum negative (B bergerak dalam arah –x) dari hokum kekekalan momentum kita peroleh: Momentum awal = momentum akhir Atau

DEFINISI IMPULS :

DEFINISI IMPULS Besaran vektor yang arahnya sama dengan gaya total Hasil kali antara gaya yang bekerja pada benda dengan lamanya waktu interaksi

DEFINISI IMPULS :

Impuls dari gaya total konstan yang bekerja untuk selang waktu dari t 1 sampai t 2 adalah Hubungan rumus momentum dan impuls (1.3) (1.4) I = Σ F ( t 1 – t 2 ) Σ F = ∆p ∆ t = p 2 – p 1 t 1 – t 2 Σ F ( t 1 – t 2 ) = p 2 – p 1 DEFINISI IMPULS

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM:

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM Jika Σ F = 0, maka berlaku hukum kekekalan momentum. Hukum kekekalan momentum berlaku pada peristiwa tumbukan, benda pecah menjadi beberapa bagian, dan penggabungan beberapa benda. Σ p awal = Σ p akhir

Kekekalan Momentum , Tumbukan:

15 Kekekalan Momentum , Tumbukan Momentum total dari suatu sistem benda-benda yang terisolasi adalah konstan Sistem sekumpulan benda yang berinteraksi satu sama lain Sistem terisolasi suatu sistem di mana gaya yang ada hanyalah gaya-gaya di antara benda-benda pada sistem itu sendiri

TUMBUKAN:

TUMBUKAN sebelum selama setelah

Jenis Tumbukan (berdasar kekal-tidaknya energi kinetik selama proses tumbukan):

17 Jenis Tumbukan (berdasar kekal-tidaknya energi kinetik selama proses tumbukan) Lenting (tenaga kinetik kekal) Tidak Lenting (energi kinetik total setelah tumbukan selalu lebih kecil dari tenaga kinetik total sebelum tumbukan)

Koefesien Tumbukan:

Koefesien Tumbukan 18 Merupakan perbandingan antara selisih kecepatan benda-benda setelah tumbukan dengan selisih kecepatan awalnya sebelum terjadi tumbukan.

PowerPoint Presentation:

19 Berlaku Hukum Kekekalan Momentum Koefesien Restitusi e = 1 Setelah Tumbukan Bergerak Terpisah Berlaku Hukum Kekekalan Energi K inetik Tumbukan Lenting Sempurna :

PowerPoint Presentation:

20 Berlaku Hukum Kekekalan Momentum Koefesien Restitusi 0<e<1 Setelah Tumbukan Bergerak Terpisah Tidak Berlaku Hukum Kekekalan Energi K inetik Tumbukan Lenting Sebagian :

PowerPoint Presentation:

21 Berlaku Hukum Kekekalan Momentum Koefesien Restitusi e = 0 Setelah Tumbukan Bergerak Bersama, bergabung atau menempel Tidak Berlaku Hukum Kekekalan Energi K inetik Tumbukan T idak Lenting Samasekali :

BANDUL-BALISTIK:

BANDUL-BALISTIK

PowerPoint Presentation:

Jika massa peluru adalah m dan massa bandul adalah M, dengan kelestarian momentum diperoleh energi sistem akan berubah menjadi energi potensial peluru bersama bandul hingga sampai pada puncak ayunan peluru-bandul Atau Jika persamaan dalam kotak kuning digabung diperoleh :

Contoh :

24 Contoh Bola bilyar dengan massa m yang bergerak dengan laju v bertumbukan dari depan dengan bola kedua yang massanya sama dan sedang dalam keadaan diam ( v 2 = 0). Berapa laju kedua bola setelah tumbukan, dengan menganggap tumbukan tersebut lenting? Penyelesaian Hk Kekekalan Momentum : Hk Kekekalan Energi Kinetik: (1) (2)

Persamaan (2) dapat ditulis ::

25 Persamaan (2) dapat ditulis : Gunakan Persamaan (1) : Diperoleh : (3) Persamaan (1) = Persamaan (3) Kemudian dari persamaan (1) (atau (3)) diperoleh Bola 1 diberhentikan oleh tumbukan, sementara bola 2 mendapat kecepatan awal bola 1.

Contoh:

26 Contoh Sebuah gerbong kereta 10.000 kg yang berjalan dengan laju 24,0 m/s menabrak gerbong lain yang sejenis yang sedang dalam keadaan diam. Jika kedua gerbong tersebut tersambung sebagai akibat dari tumbukan, berapa kecepatan bersama mereka? hitung berapa besar energi kinetik awal yang diubah menjadi energi panas atau bentuk energi lainnya !

Penyelesaian:

27 Penyelesaian Momentum total sistem sebelum tumbukan Kedua gerbong menyatu dan bergerak dengan kecepatan yang sama, misal v . Momentum total sistem setelah tumbukan Selesaikan untuk v, ketemu V = 12 m/s

Energi kinetik awal ::

28 Energi kinetik awal : Energi kinetik setelah tumbukan : Energi yang diubah menjadi bentuk lain :

Tumbukan dan Impuls:

29 Tumbukan dan Impuls Ketika terjadi tumbukan, gaya biasanya melonjak dari nol pada saat kontak menjadi nilai yang sangat besar dalam waktu yang sangat singkat, dan kemudian dengan drastis kembali ke nol lagi. Grafik besar gaya yang diberikan satu benda pada yang lainnya pada saat tumbukan, sebagai fungsi waktu, kira-kira sama dengan yang ditunjukkan oleh kurva pada gambar. Selang waktu Δ t biasanya cukup nyata dan sangat singkat. 0 Waktu, t Gaya, F

PowerPoint Presentation:

30 kedua ruas dikalikan dengan Δ t Gaya rata-rata F yang bekerja selama selang waktu Δ t menghasilkan impuls yang sama (F Δ t) dengan gaya yang sebenarnya.

Tenaga Pendorong Roket:

Tenaga Pendorong Roket Momentum awal roket P 1 =mv Pada saat t+dt kecepatan roket bertambah v+dv.Misal  massa yang menyembur per satuan waktu. Massa roket tinggal m- dt, massa bahan bakar yang dilepaskan dt. Jika vr kecepatan roket relatif terhadap bahan bakar yang menyembur. v’=v-vr Momentum akhirnya adalah (m- dt)(v+dv) Momentum bahan bakar yang tersembu adalah v’ dt

PowerPoint Presentation:

Maka berlaku : - mgdt=((m- dt)(v+dv)+v’ dt)-mv Jika m sangant besar maka dtdv dapat diabaikan Maka: mdv=v r dt-mgdt\ dm=- dt, sehingga diperoleh: Dengan mengintegrasikan diperoleh: v=-v r lnm-gt+C Jika modan vo massa dan kec saat t=0 maka v o =-v r lnm o +C Dan v=v o -gt+v r ln(m o /m)

Kasus Neutrino:

Kasus Neutrino Jika dua benda terbang terpisah dg kecepatan v 1 dan v 2 maka energi kinetiknya juga terpisah : Q=K 1 + K 2 =1/2 m 1 2 +1/2 m 2 2 Momentum kedua partikel harus sama dengan nol sehingga: m 1 v 1 = -m 2 v 2 Jika kedua persamaan dikuadratkan dan di bagi dua maka diperoleh:

1/2m12v12=1/2m22v22 m1K1=m2K2 Jika persamaan ini dikombinasikan dengan persamaan di atas diperoleh: :

1/2m 1 2 v 1 2 =1/2m 2 2 v 2 2 m 1 K 1 =m 2 K 2 Jika persamaan ini dikombinasikan dengan persamaan di atas diperoleh:

Tumbukan Pada Dua atau Tiga Dimensi:

35 Tumbukan Pada Dua atau Tiga Dimensi Kekekalan momentum dan energi juga bisa diterapkan pada tumbukan dua atau tiga dimensi, dan sifat vektor momentum sangat penting. Satu tipe umum dari tumbukan yang tidak berhadapan adalah di mana sebuah partikel yang bergerak (disebut proyektil) menabrak partikel kedua yang diam (partikel "target"). Ini merupakan situasi umum pada permainan seperti bilyar, dan untuk eksperimen pada fisika atom dan nuklir (proyektil, dari pancaran radioaktif atau akselerator energi-tinggi, menabrak inti target yang stasioner). y x m 1 m 1 m 2 m 2 p 1 p’ 1 p’ 2 q ’ 1 q ’ 2

Kekekalan momentum pada tumbukan 2 dimensi:

36 Kekekalan momentum pada tumbukan 2 dimensi Pada arah sumbu-x: Karena pada awalnya tidak ada gerak pada arah sumbu-y, komponen-y dari momentum adalah nol

Contoh:

37 Contoh Tumbukan bola bilyar pada 2-dimensi. Sebuah bola bilyar yang bergerak dengan laju v 1 = 3,0 m/s pada arah +x (lihat gambar) menabrak bola lain dengan massa sama yang dalam keadaan diam. Kedua bola terlihat berpencar dengan sudut 45° terhadap sumbu x (bola 1 ke atas dan bola 2 ke bawah). Yaitu, q ' 1 = 45° dan q ' 2 = -45°. Berapa laju bola-bola tersebut (laju keduanya sama) ? y x m 1 m 1 m 2 m 2 p 1 p’ 1 p’ 2 q ’ 1 q ’ 2

Penyelesaian:

38 Penyelesaian Sumbu-x : Sumbu-y : m saling menghilangkan. Dari persamaan untuk sumbu-y : Setelah tumbukan, kedua bola mempunyai laju yang sama

PowerPoint Presentation:

39 Dari persamaan untuk sumbu-x :

Soal-soal:

40 Soal-soal Bola Sofbol dengan massa 0,220 kg dengan laju 5,5 m/s bertabrakan dari depan dan lenting dengan bola lain yang sedang diam. Setelah itu, bola pertama terpantul kembali dengan laju 3,7 m / s. Hitung (a) kecepatan bola target setelah tumbukan, dan (b) massa bola target. Dua bola bilyar dengan massa yang sama mengalami tumbukan dari depan yang lenting sempurna. Jika laju awal salah satu bola pada adalah 2,00 m/s, dan yang lainnya 3,00 m/s dengan arah yang berlawanan, berapa laju kedua bola tersebut setelah tumbukan?

PowerPoint Presentation:

41 Bola dengan massa 0,440 kg yang bergerak ke timur (arah +x) dengan laju 3,70 m/s menabrak bola massa 0,220 kg yang sedang diam dari depan. Jika tumbukan tersebut lenting sempurna, berapa laju dan arah masing­masing bola setelah tumbukan?

PowerPoint Presentation:

42 Bola bilyar dengan massa m A = 0,4 kg bergerak dengan laju v A = 1,8 m/s menabrak bola kedua, yang pada awalnya diam, yang memiliki massa m B = 0,5 kg. Sebagai akibat tumbukan tersebut, bola pertama dibelokkan dengan membentuk sudut 30° dan laju v ' A = 1,1 m/s. Dengan mengambil sumbu x sebagai arah awal bola A, tuliskan persamaan­persamaan yang menyatakan kekekalan momentum untuk komponen x dan y secara terpisah. Selesaikan persamaan-persamaan ini untuk mencari v ' B , dan sudut, q ', dari bola B. Jangan anggap tumbukan tersebut lenting.

Ok kawan.... Selamat Belajar ya ....:

Ok kawan.... Selamat B elajar ya .... a guspurnomosite.blogspot.com

authorStream Live Help