A. Momentum
Momentum adalah ukuran kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan geraknya. Momentum dipengaruhi oleh massa dan kecepatan benda. Semakin besar massa atau kecepatan benda, semakin besar momentumnya.
Rumus:
p = m v
Keterangan:
p = momentum (kg m/s)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
Momentum merupakan besaran vektor, sehingga arahnya mengikuti arah kecepatan benda.
Contoh dalam kehidupan sehari-hari:
Sebuah truk yang bergerak memiliki momentum yang besar karena massanya besar. Oleh karena itu, truk membutuhkan gaya yang lebih besar untuk mengubah atau menghentikan geraknya dibandingkan sepeda yang bergerak dengan kecepatan yang sama.
B. Impuls
Impuls adalah hasil kali antara gaya yang bekerja pada suatu benda dengan selang waktu gaya tersebut bekerja. Impuls menyebabkan perubahan momentum pada benda.
Rumus:
I = F Δt
Keterangan:
I = impuls (N s)
F = gaya (N)
Δt = selang waktu (s)
Hubungan impuls dengan momentum:
I = Δp
I = p₂ − p₁
atau
I = m(v₂ − v₁)
Contoh dalam kehidupan sehari-hari:
Ketika seseorang menendang bola, kaki memberikan gaya pada bola dalam waktu tertentu. Gaya tersebut menghasilkan impuls sehingga momentum dan kecepatan bola berubah.
Penerapan impuls juga dapat ditemukan pada sabuk pengaman dan airbag. Keduanya membantu memperpanjang waktu terjadinya perubahan momentum sehingga gaya yang diterima tubuh dapat menjadi lebih kecil.
C. Tumbukan
Tumbukan adalah peristiwa ketika dua benda saling berinteraksi dalam waktu yang sangat singkat sehingga terjadi perubahan kecepatan pada salah satu atau kedua benda.
Pada tumbukan, berlaku hukum kekekalan momentum jika sistem dianggap tertutup atau tidak terdapat gaya luar yang signifikan.
Rumus:
p sebelum = p sesudah
m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁’ + m₂v₂’
Keterangan:
m₁, m₂ = massa benda (kg)
v₁, v₂ = kecepatan sebelum tumbukan (m/s)
v₁’, v₂’ = kecepatan setelah tumbukan (m/s)
Jenis-jenis tumbukan:
1. Tumbukan lenting sempurna
Pada tumbukan lenting sempurna, momentum dan energi kinetik total sistem tetap. Kedua benda memantul setelah bertumbukan.
Koefisien restitusi:
e = 1
Contohnya dapat didekati pada tumbukan bola-bola biliar.
2. Tumbukan lenting sebagian
Pada tumbukan lenting sebagian, momentum tetap, tetapi sebagian energi kinetik berubah menjadi bentuk energi lain seperti bunyi, panas, atau deformasi.
Nilai koefisien restitusi:
0 < e < 1
Contohnya adalah bola yang bertumbukan dengan lantai dan kemudian memantul dengan ketinggian yang lebih rendah.
3. Tumbukan tidak lenting sama sekali
Pada tumbukan ini, kedua benda menyatu setelah bertumbukan dan bergerak bersama dengan kecepatan yang sama.
Koefisien restitusi:
e = 0
Rumusnya:
m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂)v’
Contohnya adalah dua benda yang bertumbukan kemudian menempel satu sama lain.
D. Koefisien Restitusi
Koefisien restitusi menunjukkan tingkat kelentingan suatu tumbukan.
Untuk tumbukan satu dimensi:
e = (v₂’ − v₁’) / (v₁ − v₂)
Nilai e berada pada rentang:
0 ≤ e ≤ 1
Semakin besar nilai e, semakin lenting tumbukannya.
