Hukum Kekekalan Momentum - Elastisitas, Pengertian, definisi, Contoh Soal, Pembahasan dan Rumus

Hukum kekekalan momentum diterapkan pada proses tumbukan semua jenis, dimana prinsip impuls mendasari proses tumbukan dua benda, yaitu I₁ = -I₂.

Jika dua benda A dan B dengan massa masing-masing M_A dan M_B serta kecepatannya masing-masing V_A dan V_B saling bertumbukan, maka :

M_A V_A + M_B V_B = M_A V_A + M_B V_B

V_A dan V_B = kecepatan benda A dan B pada saat tumbukan

V_A dan V_B = kecepatan benda A den B setelah tumbukan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Dalam penyelesaian soal, searah vektor ke kanan dianggap positif, sedangkan ke kiri dianggap negatif.

Dua benda yang bertumbukan akan memenuhi tiga keadaan/sifat ditinjau dari keelastisannya,

a. ELASTIS SEMPURNA : e = 1

e = (- VA' - VB')/(VA - VB)

e = koefisien restitusi.
Disini berlaku hukum kokokalan energi den kokekalan momentum.

b. ELASTIS SEBAGIAN: 0 < e < 1
Disini hanya berlaku hukum kekekalan momentum.

Khusus untuk benda yang jatuh ke tanah den memantul ke atas lagi maka koefisien restitusinya adalah:

e = h'/h

h = tinggi benda mula-mula
h' = tinggi pantulan benda

C. TIDAK ELASTIS: e = 0
Setelah tumbukan, benda melakukan gerak yang sama dengan satu kecepatan v',

M_A V_A + M_B V_B = (M_A + M_B) v'

Disini hanya berlaku hukum kekekalan momentum

 

Contoh:

1. Sebuah bola dengan massa 0.1 kg dijatuhkan dari ketinggian 1.8 meter dan mengenai lantai, kemudian dipantulkan kembali sampai ketinggian 1.2 meter. Jika g = 10 m/det².
Tentukanlah:
a. impuls karena beret bola ketika jatuh.
b. koefisien restitusi

Jawab:

a. Selama bola jatuh ke tanah terjadi perubahan energi potensial menjadi energi kinetik.

 

E_p = E_k

m g h = 1/2 mv² ®  v² = 2 gh

®  v = Ö2 g h

impuls karena berat ketika jatuh:

I = F . Dt = m . Dv

= 0.1Ö2gh = 0.1 Ö(2.10.1.8) = 0.1.6 = 0,6 N det.

b. Koefisien restitusi:

e = Ö(h'/h) = Ö(1.2/1.8) = Ö(2/3)

2. Sebuah bola massa 0.2 kg dipukul pada waktu sedang bergerak dengan kecepatan 30 m/det. Setelah meninggalkan pemukul, bola bergerak dengan kecepatan 40 m/det berlawanan arah semula. Hitung impuls pada tumbukan tersebut !

Jawab:

Impuls = F . t = m (v₂ - v₁)

= 0.2 (-40 - 30)

= -14 N det

Tanda  berarti negatif arah datangnya berlawanan dengan arah datangnya bola.

3. Sebuah peluru yang massanya M₁ mengenai sebuah ayunan balistik yang massanya M₂. Ternyata pusat massa ayunan naik setinggi h, sedangkan peluru tertinggal di dalam ayunan. Jika g = percepatan gravitasi, hitunglah kecepatan peluru pada saat ditembakkan !

Jawab:

Penyelesaian soal ini kita bagi dalam dua tahap, yaitu:

1. Gerak A - B.

 

 

Tumbukan peluru dengan ayunan adalah tidak elastis jadi kekekalan momentumnya:

M₁V_A + M₂V_B = (M₁ + M₂) V
M₁V_A + 0 = (M₁ + M₂) V

V_A = [(M1 + M2)/M1] . v

2. Gerak B - C.

Setelah tumbukan, peluru dengan ayunan naik setinggi h, sehingga dapat diterapkan kekekalan energi:

E_MB = E_MC

E_pB + E_kB = E_pC + E_kC

0 + 1/2 (M₁ + M₂) v² = (M₁ + M₂) gh + 0

Jadi kecepatan peluru: V_A = [(M₁ + M₂)/M1] . Ö(2 gh)

d. ELASTISITAS KHUSUS DALAM ZAT PADAT

Zat adalah suatu materi yang sifat-sifatnya sama di seluruh bagian, dengan kata lain, massa terdistribusi secara merata. Jika suatu bahan (materi) berupa zat padat mendapat beban luar, seperti tarikan, lenturan, puntiran, tekanan, maka bahan tersebut akan mengalami perubahan bentuk tergantung pada jenis bahan dan besarnya pembebanan. Benda yang mampu kembali ke bentuk semula, setelah diberikan pembebanan disebut benda bersifat elastis.

Suatu benda mempunyai batas elastis. Bila batas elastis ini dilampaui maka benda akan mengalami perubahan bentuk tetap, disebut juga benda bersifat plastis.

Penjelasan Materi Lainnya

video contoh soal dan pembahasan menentukan letak kuadran suatu sudut

Berikut adalah video mengenai cara menentukan letak suatu sudut dalam kuadran, sehingga kita dapat menentukan apakah ia bernilai negatif atau positif, contoh 1 Berikut adalah video mengenai cara menentukan letak suatu sudut dalam kuadran, sehing...

Video contoh soal dan pembahasan penguraian sebagian pecahan

Berikut adalah video mengenai penyelesaian soal yang terkait dengan penguraian sebagian pecahan, contoh 1 Berikut adalah video mengenai penyelesaian soal yang terkait dengan penguraian sebagian pecahan, contoh 2 Berikut adalah video mengena...

video contoh soal dan pembahasan Teori konjugasi ganda

Berikut adalah video penjelasan mengenai teori konjugasi ganda (pair conjugate), dimana anda akan diterangkan secara bertahap mengenai cara menyelesaikan beberapa soal terkait, contoh 1 Berikut adalah video penjelasan mengenai teori konjugasi ga...

Ciri khusus pada hewan

Ciri khusus pada hewan adalah sebagai berikut: Mampu berpindah tempat melahirkan atau bertelur menghirup oksigen mengeluarkan sisa makanan berupa feses kawin

Ciri khusus mahluk hidup - binatang dan tumbuhan

Ciri khusus binatang dan tumbuhan adalah sebagai berikut:1. Tumbuhan Tidak berpindah tempat memiliki akar mampu berfotosintesis2. Hewan Mampu berpindah tempat Melahirkan dan bertelur memiliki alat pernafasan seperti paru-paru atau insang

Blogger Widget

---

---