Hukum Kekekalan Momentum Beserta Pola Soal

Hukum Kekekalan Momentum - Gambar dibawah menunjukkan dua buah bola biliar dengan massa masing-masing m₁ dan m₂, bergerak pada satu garis lurus dan searah dengan kecepatan v₁ dan v₂.

Hukum Kekekalan Momentum pada tumbukan antara dua bola.

Pada ketika bertumbukan, bola 1 menekan bola 2 dengan gaya F₁₂ ke kanan selama Δt , sedangkan bola 2 menekan bola 1 dengan gaya yang arahnya berlawanan. Setelah bertumbukan, kecepatannya masing-masing v₁' dan v₂'. Pada ketika kedua bola bertumbukan, menurut Hukum II Newton sanggup dituliskan:

F_aksi + F_reaksi = 0

F_aksi = -F_reaksi

F₁₂ = -F₂₁

F₁₂ . Δt = -F₂₁ . Δt

m₁ v₁' – m₁ v₁ = -(m ₂ v₂' – m₂ v₂)

m₁ v₁ + m₂ v₂ = m₁ v₁' + m₂ v₂'

(1)

dengan:

m₁ = massa benda 1 (kg)

v₁ = kecepatan benda 1 sebelum tumbukan (m/s)

v₁' = kecepatan benda 1 sehabis tumbukan (m/s)

m₂ = massa benda 2 (kg)

v₂ = kecepatan benda 2 sebelum tumbukan (m/s)

v₂' = kecepatan benda 2 sehabis tumbukan (m/s)

Pada teladan tersebut, kalau resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka momentum total sebelum tumbukan sama dengan momentum total sehabis tumbukan.

Persamaan (1) merupakan Hukum Kekekalan Momentum, yang sanggup dinyatakan berikut ini.

Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda, maka jumlah momentum sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum sehabis tumbukan.

Contoh Soal

1. Sebuah bola golf bermassa 0,25 kg dipukul dengan stik sampai melesat dengan kelajuan 60 m/s. Jika selang waktu kontak antara stik dan bola 0,05 sekon, berapakah gaya rata-rata yang dikerjakan stik?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 0,25 kg

v₁ = 0

v₂ = 60 m/s

Δt = 0,05 s

Ditanya: F = ... ?

Jawab:

F. Δt = m(v 2 – v 1 )

F (0,05) = 0,25 x (60 – 0)

F = 15/0,05 = 300 N

2. Sebuah peluru bermassa 15 gram ditembakkan dari senapan bermassa 1,6 kg dengan kelajuan 120 m/s. Hitunglah kecepatan mundur sesaat menembak!

Penyelesaian:

Diketahui:

m_p = 15 g = 0,015 kg

m_s = 1,6 kg

v_p = 0

v_p ' = 120 m/s

Ditanya: v_s = ... . ?

Jawab:

m_p v_p + m_s v_s = m_p v_p' + m_s v_s'

0 + 0 = (0,015 x 120) + 1(,6 x v_s' )

-1,6 v_s' = 1,8

v_s' = -1,125 m/s

Share this post