Hukum Kekekalan Momentum

Hukum Kekekalan Momentum Linear

Sebelum lanjut baca, pastikan udah pernah mampir kesitu yaa >>> http://apaapafisika.blogspot.com/2015/01/momentumlinear-1-apa-itu-momentum.html

 

Selain energi, ternyata selama sistem bebas dari gaya luar, momentum juga kekal loh! Coba deh bayangin meja billiar, pasti pernah liat kan? Waktu pertama mau main, bola putihnya disodok kearah bola2 lain yg disusun dalam bentuk segitiga. Setelah tumbukan, bola putih yg awalnya kenceng jadi pelan, atau malah berhenti, terus bola2 yg rapi disusun tadi jadi bergerak kemana-mana.

Kok gitu? Katanya momentum selalu kekal, kalo bola putihnya melambat, jelas momentumnya berkurang dong, kan momentum berbanding lurus dgn kecepatan....? (anggep aja ga ada gesekan ya wkwk, kalo mau kita itung juga gesekannya, berarti ada gaya luar = momentum tidak kekal. Buat sebates pelajaran sekolah sih kalo kasus momentum pasti dijamin kekal wkwk)

Jawabannya, ya momentum tetap kekal! Terus kemana momentum bola putih yg hilang? Sebagian momentum bola putih pinda ke bola2 lain yg disusun tadi melalui tumbukan. Makanya setelah tumbukan, bola putih melambat, sedangkan bola2 lain yg awalnya diam jd mulai bergerak. Nah kalo kita total semua momentumnya, mulai dari momentum bola putih yg udah melambat, plus momentum semua bola2 lain, totalnya pasti sama kayak momentum bola putih di awal pas sebelum tumbukan~

Jadi total momentum awal = total momentum akhir, atau :

Σp awal = Σp akhir
*misalkan bendanya ada 2 bertumbukan
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1' + m2.v2'

dimana Σp = total momentum, m1 = massa benda 1, m2 = massa benda 2, v1 = kecepatan benda 1 sebelum tumbukan, v2 = kecepatan benda 2 sebelum tumbukan, v1' = kecepatan benda 1 setelah tumbukan, v2' = kecepatan benda 2 setelah tumbukan.

Ini bisa buat benda berapapun, jadi ga cuma terbatas kayak diatas, misalkan ada 3 benda yaudah berarti :  m1.v1 + m2.v2 + m3.v3 = m1.v1' + m2.v2' + m3.v3'

Hukum kekekalan momentum inilah yg mendasari ide untuk mesin roket, di ruang angkasa ga ada udara jadi gabisa manfaatin hukum Newton 3 (gaya aksi-reaksi) dari udara pada sayap, karena itu digunakan metode yg berbeda pada mesin pendorong roket & pesawat ulak-alik, yaitu dengan hukum kekekalan momentum :)

Nih ada sedikit quotes bijak *yoman :  

"Hari ini belajar momentum, besok bikin roket. Hari ini belajar fisika, besok jadi orang sukses."
- Gue, beberapa saat yg lalu

Oke lanjut, momentum kan selalu kekal, energi juga selalu kekal, tapi inget ya, energi kinetik TIDAK selalu kekal!! Loh katanya energi selalu kekal? Ya emang, tapi kan bentuk energi ada banyak, ga cuma energi kinetik.

Contoh ni ya, kalo ada mobil tabrakan, momentumnya mungkin kekal, tapi pasti energi kinetiknya engga, kenapa? Karena pas sebelum tumbukan, kedua mobil punya energi kinetik, setelah tumbukan energi kinetiknya pasti berkurang, karena sebagian energi kinetiknya dirubah jadi energi suara & energi panas, kalo tabrakan pasti bunyi kan? Terus coba deh pegang mobil yg baru aja kecelakaan, pasti panas, karena tumbukan menghasilkan panas.

Inilah yg akhirnya jd cikal bakal lahirnya "koefisien restitusi" dan membedakan tumbukan ke 3 jenis yg berbeda. Tapi ini ga akan kita bahas lebih jauh karena kurang korelasinya sama bab Dinamika Benda Tegar, mungkin nanti kalo dirasa ternyata perlu baru gua bahas. Impuls jg ga akan gua bahas untuk alasan yg sama. Yg lama2 ga diupdate jd bisa gercep update materi baru dulu, mohon maaf._.


Tips mengerjakan soal momentum :
1. Semua kasus tumbukan, atau soal cerita apapun, intinya tabrakan, yakin 100% pasti kasus yg berhubungan dgn momentum
2. Untuk soal sekolahan, momentum pasti kekal, jadi gausah takut2 buat pake hukum kekekalan momentum
3. Soal momentum sekolahan hampir 80% selalu diselesaikan dgn hukum kekekalan momentum, sisanya impuls, koefisien restitusi dan sedikit dinamika
4. Gausah pusing pake hk kekekalan momentum. Pokoknya tahap pertama, cari total momentum sebelum tumbukan. Inget momentum = m.v, jadi itungin dulu tuh semua m.v nya. Misalkan ada 2 benda, ya itung m.v masing2 benda sebelum tumbukan. PENTING! INGAT BAHWA KECEPATAN ADALAH BESARAN VEKTOR, YG ARTINYA ARAH SANGAT PENTING DISINI. TETAPKAN DENGAN KONSISTEN ARAH POSITIF & NEGATIFNYA, BEBAS ASAL KONSISTEN. Abis itu, lakukan hal yg sama, tapi sekarang itungin momentum akhirnya
5. Buat lebih jelasnya, simak contoh soal

Contoh Soal

1. Sebuah mobil bermassa 3kg datang dari arah kiri(menuju ke kanan) dengan kecepatan 5 m/s. Pada lintasan yg sama, mobil lainnya bermassa 6kg datang dari arah kanan(menuju ke kiri) dengan kecepatan 2 m/s. Apabila kedua mobil bertubrukan, dan setelah bertubrukan kedua mobil bergerak bersamaan(menempel), maka berapa dan kemana arah kecepatan kedua mobil tersebut setelah tubrukan?

Jawab : ini jelas pake hukum kekekalan momentum. Sekarang tetepin dulu mau ke kanan positif apa kekiri positif. Misal gua maunya ke kanan positif ya.

Nah buat arah sih gampang, kita bisa pake logika. Kan kedua mobil tabrakan nih, kira2 misalkan gua tabrakan sama Arif natris, yg keseret gua apa Arif? Wkwk kan jelas gua, soalnya momentum Arif gede. Jadi buat nentuin arah, pasti arah setelah tumbukan itu ngikutin arah yg momentumnya gede(kedua mobil arahnya sama soalnya disitu dibilang kalo kedua mobil bergerak bersama dan menempel).

Coba kita itung, momentum mobil pertama : p = m.v = 3.5 = 15 kgm/s
Momentum mobil kedua : p = m.v = 6.2 = 12 kgm/s
Momentum mobil pertama lebih besar, berarti arah gerak kedua mobil setelah tabrakan pasti ngikutin arah si mobil yg pertama sebelum tumbukan, yaitu ke kanan(datang dari arah kiri menuju ke kanan). Mari kita buktikan, logika ini sesuai ga sama kalo kita pake full ngitung2.

Hk Kekekalan Momentum

Σp awal = Σp akhir

kedua benda awalnya gerak, berarti dua2nya pny momentum

Total momentum awal = momentum benda 1 sebelum tumbukan + momentum benda 2 sebelum tumbukan

Total momentum awal = 3.5 + 6.(-2) > (inget! kecepatan mobil yg 2 m/s itu ke kiri, tadikan gua maunya kanan +, berarti kalo kiri ya -)

Total momentum awal = 15 + (-12) = 15 -12 = 3 kgm/s

Sekarang itung total momentum akhirnya. Di soal bilang setelah tumbukan kedua benda bergerak bersama dan menempel, berarti setelah tabrakan, anggepannya jadi cuma ada 1 benda(dengan massanya = jumlah massa kedua mobil)

Total momentum akhir = (3 + 6) . v' = 9kg . v'

Σp awal = Σp akhir

3 kgm/s = 9kg . v'

v' = 3 kgm/s : 9kg = 0.334 m/s

Tadikan kita pake logika udah coba tebak2 arahnya ke kanan, nah terbukti rupanya, hasil v' nya kan positif, dan ketetapan kita tadi bahwa kalo ke kanan itu positif. Karena hasilnya positif, berarti arah kecepatannya ke kanan~ terbukti benar!

Jadi jawabannya, kecepatan kedua mobil setelah tabrakan = 0.334 m/s dan arahnya ke kanan


Buat yang udah baca dan paham isi artikel ini, tolong ilmunya bagi ke temen2 yg lain ya :)
#fisikasukber37