Jembatan yg sering dilewati oleh truk besar lazimnya akan lebih cepat rusak dibanding jembatan yg hanya dilewati kendaraan lebih kecil. Ternyata, hal tersebut berafiliasi & mampu diterangkan dgn rumus saat-saat & impuls dlm ilmu fisika.
Momentum & impuls merupakan dua desain yg mempunyai hubungan. Perlu mempelajari mulai dr pengertian, korelasi antara keduanya hingga rumus yg dipakai untuk menyelesaikan suatu problem. Simak klarifikasi selengkapnya di bawah ini.
Apa Itu Momentum?
Semua benda yg mampu bergerak niscaya mempunyai momentum masing-masing. Dalam fisika, pemahaman momentum yakni besaran vektor yg arahnya sama dgn arah kecepatan yg dimiliki benda tersebut.
Berkaitan dgn pernyataan sebelumnya, saat-saat pula merujuk pada hasil kali antara berat total suatu benda & kecepatan suatu benda. Sederhananya, saat-saat yakni ukuran kesulitan untuk membuat suatu benda berhenti bergerak.
Momentum yg dipunyai suatu benda dipengaruhi oleh 2 hal yaitu massa & kecepatan. Apabila benda A mempunyai massa yg berat, maka momentumnya pun besar. Begitu pula dgn kecepatan, saat-saat yg dimiliki benda B akan membesar apabila benda tersebut makin cepat bergerak.
Mari kita ketahui dgn mengambil acuan sederhana. Dua buah kersen dgn berat yg sama, namun berada di ranting yg ketinggiannya berlawanan, maka kersen pada ranting yg tinggi akan lebih menyebabkan rasa sakit ketika jatuh ke kaki dibandingkan kersen di ranting yg rendah.
Contoh lain yakni tatkala terjadi tabrakan antara 2 kendaraan. Kendaraan yg kecepatannya lebih besar, pasti akan mengalami kerusakan yg lebih parah dibanding kendaraan satunya yg lebih lambat.
Baca: Rumus Usaha
Apa Itu Impuls?
Singkatnya, impuls adalah pergeseran momentum yg membuktikan bahwa kedua desain tersebut memang berafiliasi. Impuls merupakan hasil kali antara gaya & waktu dgn syarat selama gaya tersebut melakukan pekerjaan pada suatu benda.
Selain itu, impuls diartikan sebagai besaran vektor yg arahnya memiliki kesamaan dgn arah gaya. Konsep tersebut memperlihatkan fakta bahwa gaya yg besar sungguh diperlukan untuk menggerakkan benda yg tadinya diam maupun menghentikan benda yg tadinya bergerak.
Contoh paling mudah untuk menggambarkan impuls yakni dikala seorang pemain menendang bola ke arah tertentu. Momen antara saat akan memberikan gaya pada bola tersebut dgn mengayunkan kaki sampai dgn kaki yg akibatnya menjamah bola disebut impuls.
Baca: Hukum Newton 1, 2, 3
Rumus Momentum & Impuls
Bagaimana cara mengetahui momentum & impuls? Terdapat rumus yg dipakai dlm penghitungan kedua konsep fisika tersebut.
a. Penghitungan Momentum
Dalam penghitungannya, berikut rumus momentum yg digunakan:
p = m v
Simbol p : saat-saat dlm satuan kg m/s
Simbol m : berat total benda atau massa dlm satuan kg
Simbol v : kecepatan dlm satuan v
Rumus tersebut memperlihatkan momentum selaku besaran vektor yg mempunyai arah. Dengan begitu, arah gerak suatu benda sudah bisa diketahui apabila besaran momentumnya ditemukan.
b. Penghitungan Impuls
Rumus untuk mengkalkulasikan impuls selaku berikut:
Simbol I : impuls dlm satuan Ns
Simbol F : gaya spontan dlm satuan N
: pergantian waktu dlm satuan s
Walaupun impuls & momentum merupakan dua konsep yg berhubungan, namun impuls tetap mempunyai rumus yg berdiri sendiri. Artinya, rumus tersebut dipakai pada saat kecepatan & berat total benda tak diketahui.
Sedangkan, pada saat massa & kecepatan jelas dikenali, maka penghitungannya menggunakan rumus yg menyatakan hubungan dua rancangan tersebut.
Hubungan antara Momentum & Impuls
Momentum & impuls mempunyai keterkaitan yg dinyatakan dlm teorema impuls-momentum yakni impuls yg melakukan pekerjaan pada suatu benda, sama dgn perubahan saat-saat yg terjadi pada benda tersebut.
Keterkaitan antara keduanya mampu dilihat dengan-cara jelas dlm Hukum Newton II. Pernyataan dlm Hukum Newton II menekankan bahwa besar gaya yg diberikan pada benda A akan sama besarnya dgn pergantian saat-saat yg terjadi per satuan waktu.
Dalam persamaan matematika, hubungan antara saat-saat & impuls dinyatakan sebagai berikut:
p merujuk pada pergeseran momentum ( p2 – p1)
Baca: Dimensi Daya
Contoh Soal & Pembahasan
Cara yg efektif untuk mengetahui rumus saat-saat & impuls lebih dlm yakni dgn berlatih memecahkan soal. Berikut beberapa contoh soal seputar impuls & saat-saat beserta pembahasannya lengkap:
1. Seseorang melempar suatu bola seberat 0,15 kg dgn kelajuan 20 m/s. Setelah itu, bola dipukul memakai tongkat sehingga bergerak ke arah yg berbeda dgn kecepatan 20 m/s. Hitung impuls yg diberikan oleh tongkat pada bola tersebut!
Berdasarkan soal, beberapa data yg dimengerti yaitu:
Massa bola (m) : 0,15 kg
Kecepatan pertama (v1) : 20 m/s
Kecepatan kedua (v2) : 20 m/s
Selanjutnya, masukkan angka-angka tersebut ke rumus penghitungan impuls, yaitu:
Impuls = m (v2 – v1)
= 0, 15 (- 20 m/s – 20 m/s)
= – 6 Ns
Berdasarkan penghitungan tersebut, dapat dimengerti bahwa impulsnya sebesar – 6 Ns.
2. Mirna mengendarai sepeda motor dgn kecepatan 30 m/s. Massa dr sepeda motor tersebut sebesar 200 kg. Tentukan momentumnya!
Dari soal, mampu diketahui selaku berikut:
Massa benda (m) : 200 kg
Kecepatan benda (v) : 30 m/s
Setelah itu, gunakan rumus mencari saat-saat dgn memasukkan angka-angka tersebut:
p = m x v
= 200 30
= 6000 kg m/s
Dengan begitu, momentum sepeda motor yg dikendarai Mirna sebesar 6000 kg m/s.
3. Bayu sedang memegang bola seberat 0,5 kg. Bola tersebut mulai bergerak dgn kecepatan 4 m/s. Setelah itu, Ardi memukul bola tersebut dgn menunjukkan gaya yg bertentangan sehingga kecepatan bola bermetamorfosis 8 m/s. Apabila bola tersebut menjamah tongkat pemukul selama 0,01 detik, maka hitunglah berapa perubahan saat-saat yg terjadi!
Berdasarkan soal, diketahui:
Massa bola (m) : 0,5 kg
Kecepatan awal (v1) : 4 m/s
Kecepatan lanjutan (v2) : 8 m/s
Dalam soal, hal yg ditanyakan yakni pergantian saat-saat yg berarti sama dgn impuls. Maka penghitungannya menjadi:
I = m (v2 – v1)
= 0,5 (- 8 – 4)
= – 6
Kaprikornus, pergantian impuls alias momentum bola tersebut sebesar – 6 m/s.
4. Truk berukuran besar dgn berat 2 ton digerakkan dgn kecepatan 72 km/jam. Saat berbelok di pertigaan, truk menabrak sebuah tiang sehingga berhenti bergerak selama 0,1 detik. Berapakah gaya (F) rata-rata pada truk tersebut saat berlangsungnya tabrakan?
Dari soal, mampu dikenali:
Berat total truk (m) : 2 ton atau sama dgn 2000 kg
Kecepatan awal : 72 km/jam atau sama dgn 20 m/s
Kecepatan lanjutan : 0 sebab truk mendadak berhenti sesudah menabrak tiang
Perubahan waktu (
t) : 0,1 s
Selanjutnya, masukkan angka-angka tersebut ke dlm rumus untuk mengetahui gaya rata-rata truk, yakni:
Makara, gaya rata-rata pada truk tersebut sebesar 40.000 N.
Sekarang, sudah paham perihal momentum & impuls, kan? Rumus momentum digunakan untuk mengenali seberapa besar momentum yg dipunyai oleh suatu benda yg sedang bergerak. Perubahan saat-saat pada suatu benda sama dgn impuls pada benda tersebut.