Hukum Kekekalan Momentum

Dua benda dapat saling bertumbukan, jika kedua benda bermassa m1 dan m2 tersebut bergerak berlawanan arah dengan kecepatan masing-masing v1 dan v2. Apabila sistem yang mengalami tumbukan itu tidak mendapatkan gaya luar, menurut persamaan I = Δp  diketahui bahwa apabila F = 0 maka Δp = 0 atau p = konstan. Dengan demikian, didapatkan bahwa  jumlah momentum benda sebelum tumbukan akan sama dengan jumlah momentum benda setelah tumbukan. Hal ini disebut sebagai Hukum Kekekalan Momentum. 

Hukum kekalan Momentum menyatakan :
"Jumlah momentum benda benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda benda itu"
Jika digambarkan :




Sebelum tumbukan, kecepatan masing-masing adalah benda v1 dan v2. Sesudah tumbukan, kecepatannya menjadi v' dan v2'. Apabila F12 adalah gaya dari m1 yang dipakai untuk menumbuk m2, dan F21 adalah gaya dari m2 yang dipakai untuk menumbuk m1 maka menurut Hukum III Newton  diperoleh hubungan sebagai berikut: F(aksi) = –F(reaksi) atau F12 = –F21.

Secara matematis hukum kekekalan momentum dapat dinyatakan dengan :


p1 + p2 = p1´ + p2´
m1 v1  +  m2 v2  =  m1´ v1´ + m2´ v2´
Dengan:
p1, p2  : momentum benda 1 dan 2 sebelum tumbukan (kg.m/s)
p1, p2 : momentum benda 1 dan 2 setelah tumbukan (kg.m/s)
m1, m2  : massa benda 1 dan 2 (kg)
v1, v2   : kecepatan benda 1 dan 2 sebelum tumbukan (m/s)
v1, v2 : kecepatan benda 1 dan 2 sesudah tumbukan (m/s)


Contoh soal dan pembahasan :

Dua orang anak yang berada dalam dalam sebuah perahu bermassa 100 kg sedang bergerak ke arah selatan dengan kelajuan tetap 2 m/detik. Tiap anak memiliki massa 50 kg. Kecepatan perahu itu segera setelah seorang anak terjatuh di buritan (bagian belakang) perahu adalah...

a. 1, 67 m/detik
b. 2, 67 m/detik
c. 3, 67 m/detik
d. 2, 00 m/detik
e. 3, 00 m/detik

sebelum anak terjatuh, dua orang anak (massanya masing masing ma= 50 kg) dan perahu m = 100 kg bergerak bersama dengan kecepatan v, sehingga momentum sistem ini : 
p = (m + 2ma)v
p = (100 + 2 . 50) 2
p = 400kg m/dtk

sesudah anak terjatuh, seorang anak dan perahu bergerak bersama dengan klecepatan v', sehingga momentumnya :
p' = (m + ma)v'
p' = (100 + 50)v' 
p' = 150v' 

dengan hukum kekekalan momentum maka :
       p' = p
150v'  = 400kg m/dtk
       v'  = 2,67 m/dtk                    (B)




Soal Latihan hukum kekekalan energi

Sebuah peluru dengan massa 50 gram dan kecepatan 1400 m/s mengenai dan menembus sebuah balok dengan massa 250kg yang diam di bidang datar tanpa gesekan. jika kecepatan peluru setelah menembus balok 400 m/s, hitunglah kecepatan balok setelah terhembus peluru !  

0 komentar:

Posting Komentar