Important Announcement
PubHTML5 Scheduled Server Maintenance on (GMT) Sunday, June 26th, 2:00 am - 8:00 am.
PubHTML5 site will be inoperative during the times indicated!

Home Explore MODUL FIXXX

MODUL FIXXX

Published by dek.dit, 2021-02-21 16:01:32

Description: MODUL FIXXX

Search

Read the Text Version

Modul Pembelajaran Fisika Materi Momentum dan Impuls Untuk SMA Kelas X Disusun oleh Nama : Badrotul Ulum Jurusan : Pendidikan Fisika NIM : 17302241033 Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas : Universitas Negeri Yogyakarta Email : [email protected] Dosen Pembimbing : Yusman Wiyatmo, M.Si

Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian (KD) Kompetensi (IPK) 3.10 Menerapkan konsep momentum dan impuls, serta 3.10.1 Memahami konsep hukum kekekalan momentum impuls dan momentum dalam kehidupan sehari-hari. 3.10.2 Menghitung soal-soal yang berkaitan dengan impuls dan momentum 3.10.3 Menentukan hubungan impuls dan momentum 3.10.4 Menjelaskan konsep hukum kekekalan momentum 3.10.5 Mengklasifikasikan jenis-jensi tumbukan 3.10.6 Memecahkan soal-soal yang berkaitan dengan tumbukan 3.10.7 Menentukan koefisien restitusi suatu benda 4.10 Mempresentasikan prinsip 4.10.1 Menunjukkan kerja roket sederhana penerapan impuls, momentum berdasarkan Hukum Kekekalan dan tumbukan dalam Momentum kehidupan sehari-hari 4.10.2 Menentukan prinsip kerja roket sederhana berdasarkan Hukum Kekekalan Momentum

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga e-modul pembelajaran fisika materi impuls, momentum, dan tumbukan ini dapat diselesaikan. E-modul pembelajaran fisika ini bertujuan untuk meningkatkan minat dan hasil belajar peserta didik pada materi fisika impuls, momentum, dan tumbukan. E-modul pembelajaran fisika ini disusun berdasarkan Kurikulum 2013 terevisi. E-modul ini berisi uraian materi, video pembelajaran, contoh soal, latihan soal, rangkuman, dan evaluasi. E-modul ini disusun agar dapat memudahkan peserta didik menguasai materi fiska dan membantu peserta didik dalam pembelajaran jarak jauh (PJJ) karena pandemi covid-19. Penulis berharap e-modul pembelajaran fisika ini dapat bermanfaat bagi peserta didik dalam pembelajaran fisika. Mohon kritik dan saran dalam perbaikan modul ini. Purworejo, Februari 2020 Penyusun

DAFTAR ISI Identitas buku Kompetensi Dasar Kata Pengantar Daftar isi Petunjuk Penggunaan E-modul Pembelajaran Fisika Pada Materi Momentum dan Impuls Peta Konsep Tujuan Pendahuluan A. Konsep Impuls dan Momentum 1. Impuls 2. Momentum 3. Hubungan antara impuls dan momentum B. Hukum Kekekalan Momentum C. Tumbukan 1. Tumbukan Lenting Sempurna 2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali 3. Tumbukan Lenting Sebagian Rangkuman Evaluasi Petunjuk Pengerjaan Soal Kunci Jawaban Daftar Pustaka

PETUNJUK PENGGUNAAN E-MODUL 1. Perhatikan langkah-langkah dalam melakukan pemahaman konsep dengan benar serta proses penemuan hubungan antar konsep yang dapat menambah wawasan anda sehingga mendapatkan hasil yang optimal! 2. Jawablah tes formatif atau evaluasi dengan jawaban yang singkat, tepat, dan kerjakan sesuai dengan kemampuan anda setelah mempelajari e-modul ini! 3. Konsultasikan dengan teman atau guru ketika menemukan kesulitan dalam pengerjaan tugas/soal! 4. Setiap menemukan kesulitan, catatlah untuk didiskusikan bersama-sama dalam forum kelas! 5. Bacalah referensi lain yang mendukung materi dalam e-modul ini untuk menambah wawasan anda!

PETA KONSEP MOMENTUM DAN IMPULS Momentu Impuls Hukum Kekekalan Penerapan Hukum m Momentum Kekekalan Momentum Tumbukan Roket sederhana ������ = ������������ ������ = ������∆������ Tumbukan Tumbukan lenting tidak lenting sama sekali sempurna ������ = 1 ������ = 1 Tumbukan lenting sebagian 0 < ������ < 1

TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah menggunakan e-modul pembelajaran fisika ini, peserta didik diharapkan dapat:  Memahami konsep impuls dan momentum  Menghitung soal-soal yang berkaitan dengan impuls  Menentukan hubungan impuls dan momentum  Menjelaskan konsep hukum kekekalan momentum  Mengklasifikasikan jenis-jensi tumbukan  Memecahkan soal-soal yang berkaitan dengan tumbukan  Menentukan koefisien restitusi suatu benda  Menunjukkan penerapan impuls, momentum dan tumbukan dalam kehidupan sehari-hari

PENDAHULUAN Momentum dan Impuls merupakan dua besaran yang berhubungan. Pernahkah kalian melihat orang bermain gundu? Kelereng menerima gaya dari dari pemukul yang bekerja dalam waktu yang singkat. Akibatnya, kelereng bergerak dengan kecepatan tertentu, lalu menumbuk kelereng lain yang mula-mula diam. Kelereng sasaran dapat masuk ke lubang apabila pukulan dilakukan dengan tepat. Mengapa kelereng dapat menggerakkan kelereng sasaran yang diam? Apakah yang terjadi pada kelereng setelah menumbuk kelereng sasaran? Gambar 1. Permainan gundu Pernahkah kamu bertabrakan dengan temanmu saat bermain sepak bola? Apa yang kamu rasakan? Coba bayangkan, ada dua teman kamu berlari mendekati kamu dengan kecepatan sama. Akan tetapi, kedua teman kamu memiliki massa berbeda yaitu 40 kg dan 70 kg. Kamu pasti akan memilih bertabrakan dengan teman yang bermassa 40 kg daripada bertabrakan dengan teman bermassa 70 kg. Hal ini disebabkan momentum kedua temanmu berbeda. Momentum suatu benda bergantung pada massa dan kecepatannya. Dalam bab ini kita akan mempelajari konsep momentum,impuls, hukum kekekalan momentum dan tumbukan. Hukum Kekekalan Momentum tersebut digunakan untuk menganalisis tumbukan antara benda-benda dalam kehidupan sehari-hari. A Konsep Impuls dan Momentum 1. Momentum Momentum merupakan ukuran kesukaran untuk menghentikan atau menggerakkan suatu benda. Momentum (������) merupakan besaran fisika yang melibatkan massa (besaran skalar) dan kecepatan (besaran vektor). Dengan demikian, momentum merupakan besaran vektor dengan arah momentum searah dengan arah kecepatan. Persamaan momentum dapat ditulis sebagai berikut. . . . . Persamaan (1) Keterangan: ������̅ = momentum benda (kg m/s) ������= massa (kg) ������̅ = kecepatan (m/s)

Contoh soal  Sebuah mobil memiliki massa 500 ������������ bergerak dengan kelajuan 72 ������������/������������������. Tentukan momentum sebuah mobil tersebut! Penyelesaian: Diketahui: Massa = 500 ������������ Kelajuan = 72������������/������������������ = 20������/������ Ditanya: ������̅? ������̅ = ������������̅ ������̅ = (500 ������������)(20 ������/������) ������̅ = 10.000 ������������ ������/������ Jadi momentum sebuah mobil tersebut adalah 10.000 ������������ ������/������

2. Impuls Impuls dapat didefiniskan peristiwa gaya yang bekerja dalam waktu sesaat. Impuls merupakan bsaran vektor yang arahnya searah dengan arah gayanya. Persamaan impuls dapat ditulis sebagai berikut. . . . . Persamaan (2) Keterangan: ������̅ = impuls (Ns) ���̅��� = gaya yang bekerja pada benda (N) ∆������= waktu kontak (s) Contoh soal  Sebuah bola bermassa 400 gram ditendang dengan gaya 300 N. Jika kaki dan bola bersentuhan selama 0, 5 sekon. Tentukan impuls pada peristiwa berikut! Penyelesaian: Diketahui: Massa = 300 gram = 0, 3 kg Gaya = 300 N Waktu= 0, 5 s Ditanya: ������?̅ ������̅ = ���̅���∆������ = 300 ������ 0,5 = 60 ������������ Jadi impuls yang bekerja pada bola tersebut adalah 60 ������������

3. Hubungan antara Momentum dan Impuls Impuls yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami oleh benda, yaitu momentum akhir benda dikurangi momentum awal benda. Secara matematis dapat dituliskan. ������̅ = ������������2 − ������������1 ������̅ = ������(������2 − ������1) ������̅ = ∆������ ������∆������ = ∆������ . . . . Persamaan (3) Keterangan: ������ = gaya yang bekerja pada benda (N) ∆������ = perubahan momentum (kg m/s) ∆������ = selang waktu (s) Contoh soal  Sebuah bola bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam, kemudian dipukul sehingga bola meluncur dengan kelajuan 150 m/s. jika lamanya pemukul menyentuh bola 0,1 sekon, hitunglah gaya pemukul tersebut! Penyelesaian: Diketahui: Massa = 0, 2 kg Kecepatan awal= 0 m/s Kecepatan akhir= 150 m/s Waktu = 0, 1 s Ditanya: F? ������̅ = ∆������ ������∆������ = ������(������2 − ������1) ������. 0,1 = 0,2(150 − 0) ������. 0,1 = 0,2(150) 30 ������ = 0,1 = 300 ������

AYO BERLATIH! 1. Jika sebuah mobil memiliki massa 700 kg bergerak dengan kecepatan 36 km/jam, berapakah momentum mobil tersebut? 2. Sebuah bola sepak bermassa 200 gram menggelinding ke arah timur dengan kecepatan 5 m/s ditendang dalam waktu 0, 1 sekon. Sehingga, kecepatannya menjadi 8 m/s pada arah yang sama. Tentukan gaya yang diberikan kaki penendang terhadap bola! B Hukum Kekekalan Momentum Gambar 2. Dua buah benda saling bertumbukan Hukum kekekalan momentum berbunyi’’Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada suatu sistem, maka jumlah momentum sistem tersebut adalah konstan (tetap)’’. Dengan demikian, jumlah momentum awal benda sama dengan jumlah momentum akhir benda. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut. ������12 = −������21 ������12∆������ = −������21∆������ (������������������������������������)1 = (������������������������������������)2 ������1������1′ − ������1������1 = −(������2������2′ − ������2������2) ������������������������ + ������������������������ = ������������������������′ + ������������������������′ . . . . Persamaan (4) Keterangan: ������1 = massa bola 1 sebelum tumbukan (kg) ������2 = massa bola 2 sebelum tumbukan (kg)

������1 = kecepatan bola 1 sebelum tumbukan (m/s) ������2 = kecepatan bola 2 sebelum tumbukan (m/s) ������1′ = kecepatan bola 1 setelah tumbukan (m/s) ������2′ = kecepatan bola 2 setelah tumbukan Contoh soal Dua bola bermassa ������������ = 6 kg dan ������������ = 4 kg bergerak berlawanan arah seperti pada gambar berikut. Jika kedua bola bertumbukan lenting sempurna dan setelah tumbukan bola A dan B berbalik arah dengan kelajuan berturut-turut 2 m/s dan 5 m/s, tentukan kelajuan B sebelum terjadinya tumbukan! Penyelesaian: Diketahui: ������������ = 6 kg ������������ = 4 kg ������������ = 6 ������/������ ������������′ = −2 ������/������ ������������′ = 5 ������/������ Ditanya: ������������? ������������������������ + ������������������������ = ������������������������′ + ������������������������′ 6.6 + 4. ������������ = 6(−2) + 4(5) 36 + 4������������ = −12 + 20 4������������ = −28 ������������ = −7 ������/������ Jadi kelajuan bola B sebelum terjadinya tumbukan sebesar 7 m/s ke arah kiri.

C Tumbukan Apa yang akan terjadi jika dua kelereng bertumbukan? Samakah sifat tumbukan tersebut dengan tumbukan yang terjadi antara kelereng dengan plastisin? Tentu, kedua peristiwa tumbukan tersebut mempunyai sifat berbeda. Perbedaan jenis tumbukan disebabkan oleh perbedaan sifat benda yang saling bertumbukan. Pada setiap jenis tumbukan selalu berlaku Hukum Kekekalan Momentum, tetapi tidak selalu berlaku Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Hal ini terjadi karena sebagian energi akan berubah menjadi energi dalam bentuk lain, seperti bunyi atau panas. Apabila terjadi tumbukan antara dua benda dan menghasilkan bunyi atau energi lain, maka ada energi yang hilang selama terjadinya proses tumbukan tersebut. Secara umum terdapat beberapa jenis tumbukan yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali. 1. Tumbukan Lenting Sempurna Dua benda dikatakan mengalami tumbukan lenting sempurna jika momentum dan energi kinetik kedua benda sama antara sebelum terjadi tumbukan dan setelah terjadi tumbukan. Dengan demikian, pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan juga hukum kekekalan energi kinetik. Pada tumbukan lenting sempurna, tidak ada energi kinetik yang hilang. Hal ini menyebabkan tidak ada energi bunyi, panas, atau energi lain ketika terjadinya tumbukan. Gambar 3. Dua buah benda saling bertumbukan lenting sempurna Pada peristiwa tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum. Masih ingatkah kalian persamaan dari hukum kekekalan momentum? Persamaan hukum kekekalan momentum dapat dituliskan sebagai berikut. ������������������������ + ������������������������ = ������������������������′ + ������������������������′ Selain berlaku Hukum Kekekalan Momentum, pada tumbukan lenting sempurna juga berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik dengan persamaan sebagai berikut.

������������ = ������������′ ������ ������ ������ ������������������������������ ������ ������������������������′������ ������ ������������������������′������ Persamaan (5) ������ ������ ������ ������ ������������������������ + = + Keterangan: ������1 = kecepatan gerak benda 1 sebelum tumbukan (m/s) ������2 = kecepatan gerak benda 2 sebelum tumbukan (m/s) ������11 = kecepatan gerak benda 1 setelah tumbukan (m/s) ������2′ = kecepatan gerak benda 2 setelah tumbukan (m/s) Dalam peristiwa tumbukan, perbandingan antara nilai selisih kecepatan kedua benda setelah dan sebelum tumbukan dikenal dengan istilah koefisien restitusi yang dilambangkan dengan ������. Nilai koefisien restitusi menunjukkan kelentingan suatu benda dalam peristiwa tumbukan. Nilai koefisien restitusi untuk tumbukan lenting sempurna adalah 1 (������ = 1). ������ = − (������������′ − ������������′) . . . . Persamaan (6) ������������ − ������������ Tumbukan lenting sempurna dapat terjadi pada tumbukan antarpartikel atau antaratom dalam suatu unsur atau molekul. Tumbukan lenting sempurna sangat jarang ditemui dalam kehidupan sehari-hari. Namun, ilustrasi tumbukan antara dua bola, tumbukan antara 2 kelereng dapat dianggap sebagai tumbukan lenting sempurna.

Contoh soal  Perhatikan dua buah bola bergerak seperti pada gambar berikut. Dua buah bola A bermassa 4 kg dan bola B bermassa 10 kg bertumbukan lenting sempurna sehingga kecepatan bola B setelah tumbukan sebesar 4 m. Tentukan kecepatan bola A setelah tumbukan! Penyelesaian; Diketahui: ������������ = 4 kg ������������ = 8 kg ������������ = 10 ������/������ ������������ = 2 ������/������ ������������′ = 4 ������/������ Ditanya: ������������′? ������������������������ + ������������������������ = ������������������������′ + ������������������������′ 4.10 + 8.2 = 4. ������������′ + 8.4 40 + 16 = 4. ������������′ + 32 56 = 4������������′ + 32 24 = 4������������′ ������������′ = 6 ������/������ Jadi, kecepatan bola A setelah tumbukan adalah 6 ������/������

2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali Dua benda dikatakan mengalami tumbukan tidak lenting sama sekali apabila kedua benda bersatu setelah bertumbukan. Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, Hukum Kekekalan Momentum hanya berlaku pada waktu yang sangat singkat ketika kedua benda bertumbukan karena belum ada gaya luar yang bekerja pada saat itu. Persamaan Hukum Kekekalan Momentum adalah sebagai berikut. ������1������1 + ������2������2 = ������1������1′ + ������2������2′ Dikarenakan setelah bertumbukan, kedua benda bersatu maka ������1′ = ������2′ = ������′. ������������������������ + ������������������������ = (������������ + ������������)������′ . . . . Persamaan (7) Koefisien restitusi pada tumbukan tidak lenting sama sekali bernilai nol (������ = 0) hal ini dikarenakan ������1′ = ������2′, maka ������1′ − ������2′ = 0. ������ = − (������������′ − ������������′) = ������ . . . . Persamaan (8) ������������ − ������������ Contoh aplikasi tumbukan tidak lenting sama sekali antara lain tumbukan yang terjadi antara kelereng dengan plastisin, hal ini dikarenakan, setelah terjadinya tumbukan kelereng dan plastisin saling bersatu dan bergerak dengan kecepatan yang sama. Contoh lain yaitu ayunan balistik. Tahukah kamu apakah ayunan balistik itu? Ayunan balistik merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan peluru. Ayunan balistik terdiri atas balok besar bermassa ������2 yang digantung vertical pada kawat ringan. Peluru bermassa ������1 ditembakkan ke dalam balok ������2. Setelah ditembakkan, peluru tertanam di dalam balok, dan keduanya berayun sehingga ketinggian balok dan peluru naik sebesar ℎ. Gambar 4. Ayunan balistik Persamaan Hukum Kekekalan Momentum dalam Ayunan Balistik: ������1������1 + ������2������2 = (������1 + ������2)������′ Dikarenakan kecepatan awal balok= 0 (������2 = 0), sehingga persamaan diatas menjadi:

������1������1 + 0 = (������1 + ������2)������′ Dengan demikian, kecepatan awal peluru dirumuskan: ������������ = (������������ + ������������)������′ . . . . Persamaan (9) ������������ Contoh soal  Perhatikan dua buah troli seperti gambar berikut. Dua buah troli A dan B masing-masing bermassa 2,5 ������������ bergerak saling mendekat dengan ������������= 5 m/s dan ������������= 7 m/s. Jika kedua troli bertumbukan tidak lenting sama sekali, tentukan kecepatan kedua troli sesudah bertumbukan! Penyelesaian: Diketahui: ������������ = 2, 5 kg ������������ = 2, 5 kg ������������ = 5 ������/������ ������������ = −7 ������/������ Ditanya: ������′? ������������������������ + ������������������������ = (������������ + ������������)������′ (2,5)(5) + (2,5)(−7) = (2,5 + 2,5)������′ 12,5 − 17,5 = 5������′ −5 = 5������′ ������′ = −1������/������ Jadi, kecepatan kedua troli sesudah bertumbukan adalah 1 ������/������ ke arah kiri.

3. Tumbukan Lenting Sebagian Tumbukan lenting sebagian memiliki sifat di antara tumbukan lenting sempurna dan tumbukan tidak lenting sama sekali. Hukum Kekekalan Momentum tetap berlaku pada tumbukan lenting sebagian dengan anggapan bahwa tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda-benda yang bertumbukan. Namun, pada tumbukan lenting sebagian ini, Hukum Kekekalan Energi Kinetik tidak berlaku karena terdapat perubahan energi kinetik saat terjadinya tumbukan. Perubahan energi kinetik pada tumbukan lenting sebagian dapat menyebabkan terjadinya pengurangan energi kinetik atau penambahan energi kinetik. Pengurangan energi kinetik ditandai dengan berubahnya energi kinetik menjadi energi lain, seperti energi potensial, energi bunyi, atau energi panas. Sedangkan penambahan energi kinetik ditandai dengan benda yang semula diam lalu bergerak setelah tumbukan. Koefisien restitusi pada tumbukan lenting sebagian bernilai 0 < ������ < 1. Semakin kecil nilai koefisien restitusi, tumbukan semakin tidak lenting. Persamaan yang berlaku ketika dua benda mengalami tumbukan lenting sebagian adalah sebagai berikut. ������������������������ + ������������������������ = ������������������������′ + ������������������������′ Tumbukan lenting sebagian dapat terjadi pada bola yang dijatuhkan ke lantai. Tinggi pantulan bola semakin lama semakin rendah dan akhirnya berhenti memantul. Pada peristiwa ini, terjadi pengurangan energi kinetik pada bola. Energi kinetik bola sesaat setelah menumbuk lantai diubah menjadi energi potensial dengan ketinggian h serta getaran akibat gesekan dengan bidang pantul. Dengan demikian, hubungan antara kecepatan dan ketinggian bola pada setiap pantulan dirumuskan sebagai berikut. Gambar 5. Tumbukan lenting sebagian ������������ = √������������������������ . . . . (Persamaan (10) Dengan demikian persamaan koefisien restitusi pada bola yang jatuh ke lantai dapat dirumuskan: ������′ ������ ������ = = ������1 = ������2 = ������3 = ⋯ = ������������ 1 ������0 ������1 ������2 ������������ −

Dengan mensubstitusikan persamaan ������������ = √2������ℎ������ pada persamaan ������ = ������������ maka ������������−1 persamaan koefisien restitusi pada bola jatuh ke lantai atau gerak jatuh bebas adalah sebagai berikut. ������ = √������������������������ = √������������������������ = √������������������������ = ⋯ = √������������������−������ ������ . . . (Persamaan (11) Keterangan: ������������ = kecepatan bola pada pantulan ke-n (m/s) ℎ������ = ketinggian bola pada pantulan ke-n (m)

Contoh soal  Sebuah kelereng dijatuhkan dari ketinggian 10 m di atas tanah tanpa kecepatan awal. Jika terjadi tumbukan lenting sebagian dengan koefisien restitusi 0, 8, tentukan ketinggian pantulan! Penyelesaian: Diketahui: ℎ0 = 10 ������ ������ = 0,8 Ditanya: ℎ1? ������ = √ℎℎ10 0,8 = √ℎ1 10 2 (0,8)2 = (√1ℎ01 ) 0,64 = ℎ1 10 0,64������10 = ℎ1 6,4 = ℎ1 Jadi ketinggian pantulan adalah 6, 4 m. Perlu Diingat! Tanda negatif pada kecepatan (������) menunjukkan arah kecepatan benda berlawanan dengan arah kecepatan benda yang lain.

AYO BERLATIH! 1. Perhatikan dua buah bola bergerak seperti pada gambar berikut. Dua buah bola A bermassa 4 kg dan bola B bermassa 10 kg bertumbukan lenting sempurna sehingga kecepatan bola B setelah tumbukan sebesar 4 m/s. Tentukan kecepatan bola A setelah bertumbukan! 2. Benda A bermassa 0,5 kg bergerak ke arah timur dengan kecepatan 5 m/s. Benda B bermassa 0,3 kg juga bergerak dengan kecepatan 2 m/s ke arah timur. Kedua benda tersebut bertumbukan dan tetap bergerak kea rah timur. Apabila kecepatan benda A setelah bertumbukan menjadi 4 m/s ke timur, tentukan kecepatan benda B dan koefisien restitusi tumbukan tersebut! 3. Dua benda A dan B bermasa 2 kg dan 4 kg. benda A bergerak dengan kelajuan 5 m/s dan menumbuk benda yang diam. Apabila terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali, tentukan kecepatan kedua benda setelah bertumbukan!

C Penerapan momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari a. Gaya dorong pada roket Sebuah roket yang akan bergerak menuju ke luar angkasa akan mengalami gaya dorong. Gaya dorong roket sesuai dengan prinsip dari perubahan momentum yaitu: ������ = ∆������ = ∆������.������ . . . . Persamaan (12) ∆������ ∆������ Perubahan momentum udara yang terjadi di dalam roket menyebabkan roket mengerjakan gaya vertical ke bawah pada udara dalam roket. Sesuai dengan hukum III Newton, adanya aksi tentu muncul reaksi. Reaksi dari peristiwa ini berupa udara dalam roket mengerjakan gaya pada roket dengan besar yang sama, namun arahnya berlawanan sehingga gaya yang dikerjakan udara dalam roket berarah vertical ke atas. Gaya vertical ke atas yang bekerja pada roket inilah yang disebut sebagai gaya dorong pada roket sehingga roket dapat bergerak naik(gaya dorong ke atas roket). b. Penggunaan Airbag pada Mobil Gambar 6. Airbag mobil SRS atau airbag adalah perangkat pada mobil yang berfungsi untuk mengurangi risiko cedera pada pengemudi dan penumpang akibat tabrakan dari depan. SRS atau airbag dipasangkan pada mobil dan dirancang untuk keluar dan mengembang secara otomatis saat tabrakan terjadi. Airbag ini mampu meminimalkan efek gaya terhadap benda yang bertumbukan. Prinsip kerjanya adalah memperpanjang waktu yang dibutuhkan untuk menghentikan momentum pengemudi. Saat tabrakan terjadi, pengemudi cenderung untuk tetap bergerak sesuai dengan kecepatan gerak mobil. Gerakan ini akan membuatnya menabrak kaca depan mobil. Peristiwa ini mengeluarkan gaya sangat besar untuk menghentikan momentum pengemudi dalam waktu sangat singkat. Apabila pengemudi menumbuk kantong udara, waktu yang digunakan untuk menghentikan momentum pengemudi akan lebih lama sehingga gaya yang ditimbulkan pada pengemudi akan mengecil. Dengan demikian, keselamatan si pengemudi akan lebih terjamin.

a RANGKUMAN 1. Momentum didefinisikan sebagai ukuran kesukaran untuk menghentikan suatu benda. Momentum diperoleh dengan cara mengalikan massa benda dengan kecepatannya. ���⃗��� = ���������⃗��� 2. Teorema impuls momentum menyatakan bahwa impuls gaya F yang bekerja pada sebuah benda sama dengan perubahan momentum benda. ‘ ������ = ∆������ = ������∆������ 3. Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa ‘Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada suatu sistem, momentum total sistem tersebut adalah konstan’’ ������1������1 + ������2������2 = ������1′������1′ + ������2′������2′ 4. Tumbukan dikelompokkan menjadi tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali. 5. Pada setiap peristiwa tumbukan selalu berlaku hukum Kekekalan Momentum. Namun, Hukum Kekekalan Energi Kinetik hanya berlaku pada tumbukan lenting sempurna. 6. Koefisien restitusi merupakan nilai yang menunjukkan tingkat kelentingan benda. (������1′ − ������2′) ������1 − ������2 ������ = − Nilai koefisien restitusi untuk: a. Tumbukan lenting sempurna memiliki ������ = 1 b. Tumbukan lenting sebagian memiliki 0 < ������ < 1 c. Tumbukan tidak lenting sama sekali ������ = 0

7. Koefisien restitusi pada bola yang dijatuhkan ke lantai: ������ = √ℎℎ10 = √ℎℎ21 = √ℎℎ32

EVALUASI 1. Perhatikan pernyataan-pernyatan berikut ini. (1) Semakin kecil waktu kontak dua benda saat bertumbukan, nilai impuls semakin besar. (2) Nilai impuls sebanding dengan gaya yang diberikan suatu benda. (3) Nilai impuls hanya bergantung pada momentum awal benda. (4) Nilai impuls dua benda yang bertumbukan sebanding dengan perubahan momentum. Pernyataan yang benar mengenai impuls pada dua benda yang bertumbukan ditunjukkan oleh angka …. a. (1) dan (2) b. (2) dan (3) c. (3) dan (4) d. (2) dan (4) e. (1) dan (4) 2. Sebuah benda memiliki massa 5 kg. Benda tersebut mula-mula bergerak ke utara dengan kecepatan 12 m/s, lalu berbelok ke timur dengan kecepatan 5 m/s. Momentum total dari benda tersebut adalah …. a. 85 kg m/s b. 65 kg m/s c. 35 kg m/s d. 25 kg m/s e. 15 kg m/s 3. Bola kasti bermassa 50 gram dilemparkan menuju tembok dengan kecepatan ������1= 4 m/s. Setelah membentur tembok, Bola kasti kemudian memantul dengan kecepatan ������2= 2 m/s ke kanan. Besar impuls yang dihasilkan adalah … a. 0, 12 Ns b. 0, 24 Ns c. 0, 30 Ns d. 0, 45 Ns e. 0, 50 Ns

4. Sebuah benda bermassa 50 kg bergerak dengan kecepatan 30 m/s. benda tersebut menabrak benda lain dan berhenti dalam waktu 2 sekon. Gaya yang dialami benda selama tabrakan adalah … a. 3.000 N b. 750 N c. 160 N d. 110 N e. 40 N 5. Dua buah benda A dan B bermasaa 6 kg dan 10 kg. benda A bergerak dengan kecepatan 10 m/s menumbuk benda B. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna pada kedua benda tersebut, sehingga kecepatan benda A dan benda B setelah bertumbukan berturut-turut adalah 15 m/s dan 20 m/s, maka kecepatan benda B sebelum tumbukan adalah … a. 23 m/s b. 21 m/s c. 18 m/s d. 15 m/s e. 10 m/s 6. Dua buah benda A dan B masing-masing bermassa A=30 ������������ dan B=20 ������������ bergerak saling mendekat dengan ������������= 10 m/s ke kanan dan ������������= 12 m/s ke kiri. Jika kedua benda bertumbukan tidak lenting sama sekali maka kecepatan kedua benda sesudah bertumbukan adalah …. a. 0, 6 m/s ke kanan b. 0, 6 m/s ke kiri c. 1, 2 m/s ke kanan d. 1, 2 m/s ke kiri e. 2, 0 m/s ke kanan 7. Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian 15 m. jika bola memantul dengan ketinggian 9 m, tinggi pantulan berikutnya adalah …. a. 6, 0 cm b. 5, 4 cm c. 5, 0 cm d. 3, 0 cm e. 1, 67 cm

8. Sebuah roket bermassa 100 ton diarahkan tegak lurus ke atas. Jika mesin roket membakar bahan bakar sebanyak 40 tiap sekon, maka kecepatan molekul gas yang terbakar … a. 40.000 m/s b. 25.000 m/s c. 20.000 m/s d. 10.000 m/s e. 2.000 m/s

PETUNJUK PENGERJAAN SOAL DAN KUNCI JAWABAN SOAL EVALUASI 1. Petunjuk Pengerjaan Soal No Soal Petunjuk Pengerjaan 1. Gunakan Persamaan (2) 2. Gunakan Persamaan (1) 3. Gunakan Persamaan (3) 4. Gunakan Persamaan (3) 5. Gunakan Persamaan (4) 6. Gunakan Persamaan (7) 7. Gunakan Persamaan (11) 8. Gunakan Persamaan (12) 2. Kunci Jawaban No Soal Kunci Jawaban 1. D 2. B 3. C 4. B 5. A 6. A 7. B 8. C

DAFTAR PUSTAKA Pujiyanto, dkk. 2016. Fisika untuk SMA/MA Kelas X Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: Intan Pariwara Widiyanto, Fery. 2020. Fisika Untuk SMA/MA. Jakarta: PT Penerbit Intan Pariwara


Like this book? You can publish your book online for free in a few minutes!
Create your own flipbook