Impul dan momentum

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Sebelum kita mengetahui latar belakang pembahasan Impuls dan Momentum Linear maka terlebih dahulu kita pahami apa yang dimaksud dengan Impuls dan Momentum Linear. Impuls adalah besaran vektor yang arahya sejajar dengan arah gaya dan Menyebabkan perubahan momentum dan Momentum Linear adalah momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan lurus

Pernahkah menyaksikan tabrakan antara dua kendaraan di jalan. apa yang terjadi ketika dua kendaraan bertabrakan. kondisi mobil atau sepeda motor mungkin hancur berantakan. Kalau kita tinjau dari ilmu fisika, fatal atau tidaknya tabrakan antara kedua kendaraan ditentukan oleh momentum kendaraan tersebut. Dalam ilmu fisika terdapat dua jenis momentum yakni momentum linear dan momentum sudut. Kadang-kadang momentum linear disingkat momentum

Penjelasan di atas merupakan contoh dari kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan Impuls dan momentum linear, dengan Hukum Newton II yang diturunkan menjadi impuls dan momentum linear, tumbukan, pusat massa yang akan dijelaskan dalam makalah ini serta pembahasan yang bersangkutan dengan penjelasan Impuls dan momentum          

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Cara Kerja Roket

1.      Isi botol dengan air sampai sepertiga dari volume botol. (Untuk gaya dorong maksimum). Air digunakan sebagai medium  pendorong roket air (massa jenis air lebih besar dari pada massa jenis udara).

Sesuai dengan hukum Tekanan Hidrostatis: FA = ρ . g . h

Semakin besar massa jenisnya (ρ) maka semakin besar gaya dorong roket (FA). Na

2.      Katup roket air dipasang dengan badan roket air. Katup Roket air memiliki luas penampang yang jauh lebih kecil dibandingkan mulut botol,
Sesuai dengan Hukum Pascal : Semakin kecil luas penampang (A1), semakin besar gaya dorong yang dihasilkannya (F2).

3.      Sudut peluncuran roket diatur sedemikian rupa (Untuk menempuh jarak terjauh digunakan sudut 45⁰ terhadap garis horizontal).

Sesuai dengan rumus Gerak Vertikal Ke atas lintasan parabola

4.      Dilakukan pemompaan,pemompaan bertujuan untuk memanfaatkan volume, volume Berbanding  terbalik dengan takanan. Semakin kecil volume maka semakin besar tekanan. (semakin besar  frekuensi  pemompaan  atau semakin sering dipompa,maka semakin jauh jarak Yang di tempuh  roket ,namun pemompaan yang berlebihan dapat merusak pompa itu sendiri dan Juga dapat merusak roket).

Sesuai dengan  Hukum Tekanan Hidrostatis:

P ≈ F  (P berbanding lurus dengan F)

Semakin besar tekanan, gaya dorongnya juga akan semakin besar.

5.      Pada saat pemompaan dirasa cukup,lepaskan roket  dan  roket air dapat mengangkasa ke udara.

Ketika roket  dipompa air pada roket  mendapatkan tekanan udara dari pompa ketika sumbat sudah tidak dapat menahan tekanan udara dalam roket  maka roket akan mengeluarkan gaya dorong  air dari bawah roket. Akibat gaya dorong roket ini maka roket akan meluncur ke atas. Hal ini sesuai dengan konsep hukum Newton III ”jika setiap benda di berikan gaya  aksi maka  benda tersebut memberikan gaya yang sama besar namun berlawanan arah

Kesimpulan

1.      Roket air adalah sejenis model Roket  yang menggunakan bahan bakar air sebagai reaksi massa.

2.      Pada dasarnya, sebuah roket dari jenis apa pun memiliki cara kerja yang sama. yakni, memanfaatkan gaya aksi-reaksi.

3.      Bahan bakar yang berupa air  menciptakan gas panas yang terus mengembang sehingga menghasilkan tekanan ke bawah dan mendorong roket untuk meluncur.

4.      Agar roket dapat dipercepat keatas maka gaya dorong harus lebih besar dari gaya eksternal.

5.      Ketika roket  dipompa air,roket  mendapatkan tekanan udara dari pompa ketika sumbat sudah tidak dapat menahan tekanan udara dalam roket  maka roket akan mengeluarkan gaya dorong  air dari bawah roket. Akibat gaya dorong roket ini maka roket akan meluncur ke atas

B.     Aplikasi Konsep Impuls dan Momentum Dalam Bela Diri Karate

Karateka pemegang sabuk hitam sering mendemonstrasikan kekuatan dan keahlian mereka dengan cara membelah dua tumpukan batu bata keras tanpa terluka sedikit pun. Seorang ahli karate dari Jepang bahkan pernah mengalahkan seekor banteng dewasa tanpa menggunakan senjata.

 Menurut Michael Feld, seorang karateka sabuk coklat yang juga memiliki gelar Ph.D di bidang fisika MIT (Massachusetts Institute of Technology), demonstrasi karate tersebut sama sekali tidak menggunakan tipuan semacam tipuan kamera dan komputer yang biasa dilakukan dalam pembuatan film. Seluruh gerakan karate yang tampak ajaib sesungguhnya hanya merupakan aplikasi prinsip-prinsip fisika. Gerakan karateka merupakan paduan gerakan yang paling efisien sehingga hampir tidak dapat dimaksimalkan lebih jauh lagi.

Rahasia utama dalam gerakan bela diri ini adalah kecepatan gerakan serta ketepatan fokus serangan (sasaran). Semua teknik dalam Karate ditujukan untuk menghasilkan kecepatan dan kekuatan secara efisien. Sebelum memulai gerakan, karateka terbiasa untuk mengambil napas yang dalam, yang kemudian dikeluarkan lagi sambil berteriak keras "HAI-YAAA" saat melepaskan serangan. Secara fisika, teriakan itu sebenarnya merupakan cara untuk melepaskan gaya yang sangat besar yang dihasilkan oleh otot-otot diafragma (otot yang mengatur gerakan paru-paru) yang berkontraksi sangat cepat. Dengan berteriak, gerakan yang dilakukan menjadi lebih efisien, terutama dalam melakukan pukulan.

Pukulan-pukulan yang dihasilkan oleh seorang pemula mencapai kecepatan 6 meter per detik, sedangkan seorang karateka sabuk hitam dapat mengeluarkan pukulan dengan kecepatan 14 meter per detik (lebih cepat dari kecepatan pelari tercepat). Kecepatan gerakan dan pukulan sangat penting dalam Karate.

Dalam karate, Joe Louis yang dikenal sebagai “Greatest Karate Fighter of All Time”, tahu bahwa besaran fisika yang sangat berperan adalah momentum. Momentum suatu benda yang sedang bergerak sama dengan massa benda itu dikalikan dengan kecepatannya. Benda yang bermassa lebih besar mempunyai momentum yang lebih besar dibandingkan dengan benda yang bermassa lebih kecil. Oleh karena itu pada pertandingan karate setiap karateka ditimbang berat badannya. Ini bertujuan untuk mengelompokkan karateka pada klas yang sama berat badannya. Apabila berat badannya sudah sama, tergantung lagi dari teknik dan kecepatan serangan agar menghasilkan momentum yang besar.

Karateka memukul sasaran

            Pada gambar seorang karateka sedang memukul sasaran yang terbuat dari kayu. Ketika tangannya menghantam kayu sasaran, ada momentum yang ditransfer dari tangan kepada sasaran. Besarnya gaya yang dialami oleh kayu akibat pukulan ini sangat tergantung pada berapa besar momentum yang ditransfer dan berapa lama waktu transfernya itu. Semakin besar momentum yang ditransfer semakin besar gaya yang dialami kayu. Dan semakin cepat waktu transfernya semakin besar pula gaya itu.

Karateka pada gambar mula-mula berdiri dengan kepalan tangan menghadap ke atas. Kemudian ia memberi momentum pada tangan dengan menggerakkannya ke depan. Agar momentum tangannya lebih besar, badan karateka ikut mendorong (dorongan badan akan lebih efektif jika selama proses ini kepalan tangan berputar seratus delapan puluh derajat, sehingga sekarang kepalan tangan menghadap ke bawah). Selanjutnya momentum yang besar ini ditransfer dalam waktu sekecil mungkin.

Dengan massa yang besar, kecepatan yang tinggi dan waktu sentuh yang kecil terhadap objek, ini akan mengakibatkan gaya yang diberikan semakin besar.

Agar waktu transfernya sekecil mungkin, setelah mengenai sasaran, sang karateka segera menarik kembali tangannya dengan cepat.

Untuk memperoleh efek hantaman yang lebih besar lagi, tekanan yang diberikan oleh tangan sang karateka harus lebih besar. Ini diperoleh dengan membuat permukaan sentuh antara tangan dan sasaran sekecil mungkin. Dalam hal ini bagian yang cocok untuk menghantam adalah tulang-tulang metacarpal (tulang antara jari dan pergelangan tangan).

Momentum () merupakan besaran vektor, dengan menepis berarti kita mengubah arah momentum. Jika seseorang memukul tepat lurus di dada kita, maka kita akan merasakan dahsyatnya pukulan itu. Dalam karate diajarkan cara untuk menepis sebuah pukulan dan tendangan agar pukulan itu hanya menyerempet tubuh kita dan mengubah arah momentum dari kepalan tangan dan kaki si pemukul menjauhi kita. Ini dilakukan dengan cara menepis lengan atau kaki lawan kita menjauhi kita dengan menggunakan lengan kita. Bergantung pada bentuk serangan lawan kita, kita dapat menepis sebuah serangan ke arah atas, ke arah bawah, atau ke arah samping. Dengan cara ini, kita tetap terkena pukulan dan tendangan lawan kita, namun kita hanya akan merasakan sebagian kecil dari besarnya gaya oleh serangan lawan tersebut.

Jadi, semua keajaiban Karate ternyata dapat dipelajari menggunakan prinsip-prinsip fisika. Gerakan-gerakannya pun dapat ditingkatkan variasinya menggunakan berbagai strategi yang meminjam konsep dan hukum fisika. Tidak ada tipuan maupun sihir yang terlibat. Rahasianya hanya terletak pada perpaduan konsentrasi dan kesiapan mental dan fisik serta pengetahuan fisika yang baik.

                         

C.    Momentum Pesawat Luar Angkasa Di Luar Tanpa Bobot

Berpikir seperti ini tidak ada kelirunya. Namun, yang sering kita memperkelirukan dalam persepsi kita bahwa ketiadaan gravitasi ini bisa terjadi. Di sini adalah tidak gaya berat di dalam ruang.

Istilah “gravitasi nol” adalah kekeliruan yang paling umum. Gaya berat di mana-mana, termasuk di ruang angkasa . Angkasawan lihat tanpa bobot sebab mereka berada freefall yang bergerak melawan efek gravitasi ke arah bumi, tinggal tinggi di awan (melayang) terjadi karena gerakan horisontal mereka. Efek gaya berat berkurang terhadap jarak, tetapi tidak pernah sungguh-sungguh pergi menjauh. Termasuk tentunya di ruang hampa udara. Di luar angkasa ada bermacam-macam atom di luar sana, sekalipun hanya kadang-kadang jauh terpisah dan gas tipis yang dapat menambah gaya berat secara keseluruhan.

Gaya gravitasi adalah tonggak-tonggak tak tampak yang berperan dalam membuat benda angkasa berada pada garis edarnya.

Kalau kita melihat lebih jauh tentang gaya berat, khususnya yang terjadi pada astronot yang sedang berada di dalam stasiun ruang angkasa atau pesawat ulang-alik dimana mereka dapat melayang-layang di dalam ruangan maka kita sering berpikir bahwa hal tersebut dikarenakan tidak adanya gravitasi di ruang angkasa karena di sana hampa udara. Ada dua kesalahan konsep yang terjadi di sini. Pertama adalah bahwa di ruang angkasa masih terdapat efek gravitasi dari bumi. Contohnya jika seorang astronot berada pada ketinggian 400 km di atas permukaan bumi, maka ia masih mengalami percepatan akibat tarikan gravitasi bumi sebesar sekitar 8.7 m/s². Memang, medan gravitasi bumi akan semakin kecil dengan semakin jauhnya jarak benda dari pusat bumi, namun tetap akan selalu ada gravitasi dimanapun.

Grafik besar percepatan gravitasi terhadap ketinggian dari permukaan bumi

Kedua adalah anggapan bahwa tidak adanya gravitasi dikarenakan tidak adanya udara (medium) di ruang angkasa, hal ini juga adalah konsep yang keliru karena efek dari gaya gravitasi dapat bekerja pada benda meskipun ruangan tempat benda tersebut berada tidak memiliki medium/hampa (vakum).

Keadaan astronot di ruang angkasa tersebut sering kita sebut sebagai keadaan tanpa bobot (weightlessness). Keadaan tanpa bobot ini merupakan sebuah sensasi psikologis dimana tidak ada kaitannya dengan kehilangan besar berat benda secara fisika. Besar gaya berat ditentukan oleh dua hal yakni massa benda dan percepatan gravitasi tempat tersebut, dimana kedua nilai tersebut bukanlah nol. Keadaan tanpa bobot ini sebenarnya terjadi pada saat tidak ada gaya kontak dari luar yang menopang tubuh astronot, seperti misalnya gaya normal dari lantai. Jadi dapat dikatakan bahwa pada keadaan tanpa bobot ini, hanya terdapat gaya gravitasi akibat tarikan bumi saja.

Kitapun dalam pengalaman sehari-hari dapat menjumpai keadaan yang sangat mendekati seperti keadaan tanpa bobot, misalkan pada saat kita menaiki roller coaster dan merasa seperti melayang sejenak saat roller coaster melewati puncak sebuah bukit. Bahkan, para astronot sebelum menjalankan tugas di ruang angkasa, biasanya mereka akan dilatih di dalam pesawat khusus yang membawa mereka terbang dan kemudian pada ketinggian tertentu “jatuh” untuk mendapatkan keadaan tanpa bobot tersebut selama sekitar 25 detik.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa momentum didefinisikan sebagai hasil perkalian antara massa dengan kecepatannya, impuls didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan selang waktu kerja gayanya.

Hukum kekekalan momentum suatu benda dapat diturunkan dari persamaan hukum kekekalan energi mekanik suatu benda tersebut.

Apabila dua buah benda bertemu dengan kecepatan relatif  maka benda tersebut akan bertumbukan dan tumbukan dapat dibedakan menjadi dua yaitu lenting sempurna dan tak lenting. Pada tumbukan lenting sempurna energi kinetik benda tidak ber kurang atau berubah menjadi energi lain, pada tumbukan tak lenting energi kinetik benda sebagian berubah menjadi energi lain seperti energi bunyi, energi panas, dll.

B.     Saran

Demikianlah yang dapat kami sampaikan mengenai materi yang menjadi bahasan dalam makalah ini, tentunya banyak kekurangan dan kelemahan kerena terbatasnya pengetahuan kurangnya rujukan atau referensi yang kami peroleh hubungannya dengan makalah ini Penulis banyak berharap kepada para pembaca yang budiman memberikan kritik saran yang membangun kepada kami demi sempurnanya makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis para pembaca khusus pada penulis. Aamiin

DAFTAR PUSTAKA

Edi Wahyono, S.Si. 2008. Fisika Praktis SMA. Yogyakarta : Pustaka Widyatama.

Imam Zainuri, S.Pd. 2006. Fisika Lengkapsma. Jakarta : Erlangga.

Marten Kanginan. 2004. Fisika Untuk SMA. Jakarta : Erlangga.

Muhamad Gina Nugraha, S.Pd. Kartika Hajar Kirana, S.Pd. 2008. Belajar Mudah Fisika SMA. Bandung : Pustaka Setia.

Wilardjo, Like Dan Murniah, Dad. 2000. Kamus Fisika. Jakarta: Balai Pustaka.

Share :