Impuls dan Momentum

 Impuls

Impuls didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dan lamanya gaya tersebut bekerja. Secara matematis dapat ditulis:

I = F . Δt                                         

Besar gaya disini konstan. Bila besar gaya tidak konstan maka penulisannya akan berbeda. Oleh karena itu dapat digambarkan kurva yang menyatakan hubungan antara F dengan t. Bila pada benda bekerja gaya konstan F dari selang waktu t₁ ke t₂ maka kurva antara F dan t adalah:

Gambar 1. Kurva yang menyatakan hubungan antara F dengan t.

(sumber: https://sainsmini.blogspot.sg/2015/08/momentum-dan-impuls-materi-fisika-dasar.html)

Luas daerah yang diarsir menyatakan besarnya Impuls. Luasan yang diarsir sebesar    F x (t₂ – t₁) atau I, yang sama dengan Impuls gaya. Impuls gaya merupakan besaran vektor, oleh karena itu perhatikan arahnya.

Pengertian Momentum

Di dalam fisika, dikenal dua macam momentum, yaitu momentum linear (p) dan momentum angular (L). Pada makalah ini hanya akan dibahas tentang momentum linear. Momentum suatu benda yang bergerak adalah hasil perkalian antara massa benda dan kecepatannya. Oleh karena itu, setiap benda yang bergerak memiliki momentum. Secara matematis, momentum linear ditulis sebagai berikut:

p = m v                                           

p adalah momentum (besaran vektor), m massa (besaran skalar) dan v kecepatan (besaran vektor). Bila dilihat persamaan (1), arah dari momentum selalu searah dengan arah kecepatannya.

Menurut Sistem Internasional (SI),

Satuan momentum p   = satuan massa x satuan kecepatan

= kg x m/s

= kg . m/s

Jadi, satuan momentum dalam SI adalah : kg.m/s

Momentum adalah besaran vektor, oleh karena itu jika ada beberapa vektor momentum dijumlahkan, harus dijumlahkan secara vektor. Misalkan ada dua buah vektor momentum p₁ dan p₂ membentuk sudut α, maka jumlah momentum kedua vektor harus dijumlahkan secara vektor, seperti yang terlihat dari gambar vektor Gambar 2. Besar vektor p dirumuskan sebagai berikut :

           

Gambar 2. Penjumlahan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor

Impuls Sama dengan Perubahan Momentum

Sebuah benda bermassa m mula-mula bergerak dengan kecepatan v₁ dan kemudian pada benda bekerja gaya sebesar F searah kecepatan awal selama Δt, dan kecepatan benda menjadi v₂.

Untuk menjabarkan hubungan antara Impuls dengan perubahan momentum, akan kita ambil arah gerak mula-mula sebagai arah positif dengan menggunakan Hukum Newton II.

F = m a

= m (v₂ – v₁) Δt

F Δt   = m v₂ – m v₁

Ruas kiri merupakan impuls gaya dan ruas kanan menunjukkan perubahan momentum. Impuls gaya pada suatu benda sama dengan perubahan momentum benda tersebut. Secara matematis dituliskan sebagai:

F Δt = m v₂ - m v₁                                                                 

   I     = p₂ - p₁

   I        = Δp    


Klik LINK dibawah!
Animasi Impuls dan momentum (sumber: http://www.science-animations.com/support-files/momentum.swf)
Video pembelajaran