aplikasi rumus momentum dan impuls

Rumus Momentum dan Impuls

Buat kamu yang masih bingung mengenai rumus momentum dan impuls dalam Fisika, simak baik-baik penjelasan di bawah ini ya!

Sebelum masuk ke penjelasan, aku mau kasih gambaran dulu supaya kamu bisa kebayang seperti apa sih momentum itu. Oke, jadi aku punya dua buah bola, bola voli dan bola tenis. Di antara kedua bola tersebut, apabila dijatuhkan dari tempat yang ketinggiannya sama, kira-kira bakal lebih sakit ketiban bola apa? Pasti lebih sakit ketiban bola voli ya, karena massanya lebih besar bola voli dibandingkan dengan bola tenis.

ilustrasi rumus momentum bola voli dan tenis

Nah, sekarang kalau aku punya dua buah bola tenis. Kemudian, bola tersebut dijatuhkan dari ketinggian yang berbeda, yaitu bola A dari ketinggian 1 m dan bola B dari ketinggian 10 m. Kira-kira bakal lebih sakit ketiban bola yang mana? Simpan dulu jawabannya, aku bakal kasih tau jawabannya setelah kita ngebahas apa itu momentum.

ilustrasi rumus momentum dengan kecepatan berbeda

Apa Itu Momentum?

Oke, kita semua tau kalau benda akan bergerak ketika ada gaya yang bekerja padanya. Nah gaya sendiri dipengaruhi oleh massa dan percepatan. Hayoo.. Masih ingat materi gaya kan? Yang lupa-lupa ingat, coba buka lagi pelajaran SMP tentang gaya >> Bab 07 Gaya.

Lalu, momentum sendiri dipengaruhi oleh apa ya? Kita bahas pengertiannya dulu, momentum adalah ukuran kesulitan untuk memberhentikan benda. Semakin berat benda, maka momentum akan semakin besar. Semakin cepat benda bergerak, maka momentum juga akan semakin besar.

Kita balik lagi ke ilustrasi bola tenis dan bola voli tadi. Bola voli dan bola tenis memiliki massa yang berbeda, di mana bola voli punya massa yang lebih besar dan kalau kita ketiban bola voli pasti rasanya bakal lebih sakit. Nah, sekalian menjawab pertanyaan antar bola tenis tapi dengan kecepatan yang berbeda, jawabannya tentu bakal lebih sakit ketiban bola B yang kecepatannya jauh lebih besar daripada bola A. Kalau momentum lebih besar, otomatis kita bakal lebih susah memberhentikan benda tersebut. Nah, sampai sini udah paham belum? Kalau udah, kita lanjut dulu ke pengertian impuls, karena keduanya saling berhubungan.

Apa Itu Impuls?

Sebelumnya kita tau apa itu momentum, sekarang kita ketahui dulu apa itu impuls. Impuls adalah gaya yang diperlukan untuk membuat suatu benda menjadi bergerak, tentu ada interval waktu tertentu di sana, biasanya terjadi dalam waktu yang singkat. Misalnya saat menendang bola. Untuk membuat bola bergulir, maka diperlukan gaya dari seseorang dengan cara menendangnya. Ada selang waktu antara pergerakan kakimu saat mengayunkan kaki hingga akhirnya mengenai bola dan menjadi bergerak. Ada waktu kan yang dibutuhkan dari kaki mengayun hingga mengenai bola? Itu adalah impuls, guys.

rumus momentum dan impuls

Masih bingung? Oke, gini deh simpelnya. Sebelum kamu menendang bola, kecepatan bola tersebut 0, karena masih diam. Nah, sesaat setelah kamu menendang bola tersebut, maka muncul perubahan kecepatan dari yang awalnya bola diam menjadi bergerak tentu ada kecepatan kan di sana, misalnya 2 m/s. Impuls dari kejadian tersebut berarti momentum bola bergerak dikurangi dengan momentum bola diam.

Lho kenapa ujung-ujungnya ke momentum? Karena, ada hubungan antara momentum dengan impuls. Di mana, impuls adalah perubahan momentum. Supaya lebih jelas, kamu bisa melihatnya nanti di pembahasan rumus dan hubungan antara momentum dan impuls.

Rumus Momentum dan Impuls

Impuls dan momentum termasuk dalam besaran vektor, sehingga akan memiliki nilai dan arah. Momentum memiliki arah yang sama (searah) dengan kecepatannya. Arah impuls searah dengan gaya impulsifnya. Kamu akan lebih memahami konsep keduanya setelah mengetahui rumus masing-masing berikut ini.

Rumus Momentum

Dari uraian tentang momentum atau yang dilambangkan dengan p di atas, kamu tau kalau momentum dipengaruhi oleh massa (m) dan kecepatan (v), dengan masing-masing satuannya berturut-turut yaitu kg dan m/s. Secara matematis, berikut adalah rumus momentum:

p = m.v

Keterangan:

p : momentum (kg.m/s)

m : massa (kg)

v : kecepatan (v)

Massa merupakan suatu besaran skalar, karena dia gak punya arah. Sedangkan, kecepatan merupakan besaran vektor yang punya arahnya. Nah, karena besaran skalar dan besaran vektor kalau disatukan akan menghasilkan besaran vektor, itulah mengapa momentum merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki arah. Jadi, ketika kamu tau besaran momentum, berarti kamu juga harus tau arahnya kemana.

Rumus Impuls

Impuls dilambangkan dengan huruf “I” dengan satuannya yaitu Ns. Berikut ini adalah rumus impuls:

I = F.Δt

Keterangan:

I : impuls (Ns)

F : gaya impulsif (N)

Δt : perubahan waktu (s)

Lho, kok beda dari penjelasan di poin pengertian impuls? Di sana dijelaskan bahwa impuls adalah perubahan momentum, kok sekarang rumusnya beda lagi? Nah, rumus impuls kalau berdiri sendiri itu memang seperti ini. Kamu bisa mencari impuls dengan rumus ini ketika massa dan kecepatan gak diketahui. Tapi, kalau massa dan kecepatan diketahui, kamu bisa gunakan rumus yang saling berhubungan tersebut. Akan dibahas di poin selanjutnya. Cekidot!

Hubungan antara Momentum dan Impuls

Buat yang bertanya ada hubungan apa sih antara momentum dan impuls, kita bakal nemu jawabannya di poin ini. Hubungan keduanya dijelaskan dalam teorema impuls-momentum yang menyatakan bahwa impuls yang bekerja pada benda akan sama dengan perubahan momentum dari benda tersebut.

aplikasi rumus momentum dan impuls
Photo by Markus Spiske from Pexels

Ingatkah kamu dengan Hukum II Newton berikut ini?

Gaya (F) yang diberikan pada suatu benda akan sama besarnya dengan perubahan momentum (Δp) per satuan waktu (Δt)”.

Nah, kamu bisa melihat hubungan keduanya dari persamaan matematika sebagai berikut:

F = m.a (sesuai Hukum Newton II)

dimana,

a = Δv/Δt = (v2-v1) / Δt

sehingga,

F = m ((v2-v1) / Δt)

F.Δt = m.v2 – m.v1

F.Δt = p2 – p1

I = Δp

Itu dia hubungan antara momentum dan impuls. Di mana, impuls sama dengan perubahan momentum yang dialami suatu benda.

Contoh Soal dan Pembahasan

Setelah kamu mengetahui pengertian dan rumus dari impuls dan momentum, sudah mulai paham kan gambaran umumnya seperti apa? Supaya kamu makin tergambar lagi dengan keduanya, simak contoh soal dan pembahasannya berikut ini ya!

Contoh Soal

Suatu bola memiliki massa 500 kg, kemudian dilemparkan secara horizontal ke ke tembok dengan kecepatan 30 m/s dan memantul kembali. Kalau bola tersebut dipantulkan dengan laju yang sama besar, maka berapakah besar impuls bola tersebut?

Pembahasan

Diketahui: m = 500 gram = 0,5 kg; v1 = 30 m/s; v2 = -30 m/s (dipantulkan dengan besar yang sama)

Ditanya: I

Jawab:

Kita gunakan rumus hubungan antara impuls dengan momentum.

I = Δp = m (v2-v1) = 0,5 (-30 – 30) = 0,5 (-60) = -30 Ns.

Negatif menunjukkan arah yang berlawanan dengan arah awalnya. Jadi, besar impuls bola tersebut adalah 30 Ns ke arah yang berbeda dengan awalnya (memantul).

Itu dia penjelasan mengenai rumus momentum dan impuls. Dari sini kita belajar bahwa segala hal, termasuk ayunan kaki sampai mengenai benda dan menyebabkan bergerak juga bisa dihitung ya. Seru banget kan belajar Fisika bareng-bareng? Kalau kamu mau belajar lebih jauh lagi tentang impuls dan momentum, belajar bareng Zenius lagi yuk di >> Momentum, Impuls, dan Tumbukan.

Baca Juga Artikel Fisika Lainnya

Rumus Energi Potensial dalam Fisika

Usaha dan Energi

Rumus Hukum Ohm dalam Rangkaian Listrik