Rumus Momentum dan Impuls – Materi Fisika Kelas 10

Apa Itu Momentum?

Oke, kita semua tau kalau benda akan bergerak ketika ada gaya yang bekerja padanya. Nah gaya sendiri dipengaruhi oleh massa dan percepatan. Hayoo.. Masih ingat materi gaya kan? Yang lupa-lupa ingat, coba buka lagi pelajaran SMP tentang gaya >> Bab 07 Gaya.

Lalu, momentum sendiri dipengaruhi oleh apa ya? Bahas pengertiannya dulu yuk, momentum adalah ukuran kesulitan untuk memberhentikan benda. Semakin berat benda, maka momentum akan semakin besar. Semakin cepat benda bergerak, maka momentum juga akan semakin besar.

Balik lagi ke ilustrasi bola tenis dan bola voli tadi. Bola voli dan bola tenis memiliki massa yang berbeda, di mana bola voli punya massa yang lebih besar dan kalau kita ketiban bola voli pasti rasanya bakal lebih sakit.

Nah, sekalian menjawab pertanyaan antar bola tenis tapi dengan kecepatan yang berbeda, jawabannya tentu bakal lebih sakit ketiban bola B yang kecepatannya jauh lebih besar daripada bola A.

Kalau momentum lebih besar, otomatis kita bakal lebih susah memberhentikan benda tersebut. Nah, sampai sini udah paham belum? Intinya semakin besar suatu ketinggian benda maka besar momentumnya akan ikut membesar juga.

Namanya juga materi momentum dan impuls, tentu elo juga harus belajar pengertian impuls nih sebelum ke rumus momentum dan impuls. Oh iya, keduanya juga berhubungan, lho.

Apa Itu Impuls?

Impuls adalah gaya yang diperlukan untuk membuat suatu benda menjadi bergerak, tentu ada interval waktu tertentu di sana, biasanya terjadi dalam waktu yang singkat. Misalnya saat menendang bola.

Untuk membuat bola bergulir, maka diperlukan gaya dari seseorang dengan cara menendangnya. Ada selang waktu antara pergerakan kaki saat mengayunkan kaki hingga akhirnya mengenai bola dan menjadi bergerak.

Ada waktu kan yang dibutuhkan dari kaki mengayun hingga mengenai bola? Itu adalah impuls, guys.

rumus momentum dan impuls

Masih bingung? Oke, gini deh simpelnya. Sebelum menendang bola, kecepatan bola tersebut 0, karena masih diam. Nah, sesaat setelah menendang bola tersebut, maka muncul perubahan kecepatan dari yang awalnya bola diam menjadi bergerak tentu ada kecepatan kan di sana, misalnya 2 m/s.

Impuls dari kejadian tersebut berarti momentum bola bergerak dikurangi dengan momentum bola diam. Bisa kita simpulkan besarnya perubahan momentum dari suatu benda adalah impuls.

Lho kenapa ujung-ujungnya ke momentum? Karena, ada hubungan antara momentum dengan impuls. Di mana, impuls adalah perubahan momentum. Supaya lebih jelas, elo bisa melihatnya nanti di pembahasan rumus momentum dan impuls serta hubungan di antara keduanya.

Sebelum lanjut ke rumus momentum dan impuls, gue mau ajakin elo main tebak-tebakan biar materi momentum dan impuls makin keinget. Jawab pertanyaan di bawah ini ya!

Dari pernyataan di bawah ini manakah yang bukan merupakan satuan impuls?

a. Satuan impuls adalah kg dan m/s
b. Satuan impuls adalah Ns dengan simbol huruf I

Udah penasaran dengan rumus momentum dan impuls? Lihat di bawah ini ya!

Rumus Momentum dan Impuls

Impuls dan momentum termasuk dalam besaran vektor, sehingga akan memiliki nilai dan arah. Momentum memiliki arah yang sama (searah) dengan kecepatannya. Arah impuls searah dengan gaya impulsifnya. Elo akan lebih memahami konsep kedua rumus momentum dan impuls setelah mengetahui rumus masing-masing berikut ini.

Rumus Momentum

Dari uraian tentang momentum atau yang dilambangkan dengan di atas, elo tau kalau momentum dipengaruhi oleh massa (m) dan kecepatan (v), dengan masing-masing satuannya berturut-turut yaitu kg dan m/s. Secara matematis, berikut adalah rumus momentum:

p = m.v

Keterangan:

p : momentum (kg.m/s)

m : massa (kg)

v : kecepatan (v)

Massa merupakan suatu besaran skalar, karena dia gak punya arah. Sedangkan, kecepatan merupakan besaran vektor yang punya arahnya.

Nah, karena besaran skalar dan besaran vektor kalau disatukan akan menghasilkan besaran vektor, itulah mengapa momentum merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki arah. Jadi, ketika elo tau besaran momentum, berarti elo juga harus tau arahnya ke mana.

Sudah paham rumus momentum? Lanjut yuk ke rumus selanjutnya untuk melengkapi materi rumus momentum dan impuls ini

Rumus Impuls

Impuls dilambangkan dengan huruf “I” dengan satuannya yaitu Ns. Berikut ini adalah rumus impuls:

I = F.Δt

Keterangan:

I : impuls (Ns)

F : gaya impulsif (N)

Δt : perubahan waktu (s)

Lho, kok beda dari penjelasan di poin pengertian impuls? Di sana dijelaskan bahwa impuls adalah perubahan momentum, kok sekarang rumusnya beda lagi?

Nah, rumus impuls kalau berdiri sendiri itu memang seperti ini. Elo bisa mencari impuls dengan rumus ini ketika massa dan kecepatan gak diketahui. Tapi, kalau massa dan kecepatan diketahui, elo bisa gunakan rumus yang saling berhubungan tersebut.

Di atas sudah di bahas rumus momentum dan impuls masing-masing. Di bawah ini akan dibahas hubungan di antara keduanya. Cekidot!

Hubungan antara Momentum dan Impuls

Buat yang bertanya ada hubungan apa sih antara momentum dan impuls, kita bakal nemu jawabannya di poin ini. Hubungan keduanya dijelaskan dalam teorema impuls-momentum yang menyatakan bahwa impuls yang bekerja pada benda akan sama dengan perubahan momentum dari benda tersebut.

aplikasi rumus momentum dan impuls
Hubungan momentum dan impuls (Dok. Pexels)

Ingatkah elo dengan Hukum II Newton berikut ini?

Gaya (F) yang diberikan pada suatu benda akan sama besarnya dengan perubahan momentum (Δp) per satuan waktu (Δt)”.

Nah, elo bisa melihat hubungan keduanya dari persamaan matematika sebagai berikut:

F = m.a (sesuai Hukum Newton II)

dimana,

a = Δv/Δt = (v2-v1) / Δt

sehingga,

F = m ((v2-v1) / Δt)

F.Δt = m.v2 – m.v1

F.Δt = p2 – p1

I = Δp

Itu dia hubungan antara momentum dan impuls. Di mana, impuls sama dengan perubahan momentum yang dialami suatu benda.

Jadi dapat disimpulkan persamaan yang tepat untuk menggambarkan hubungan momentum dan impuls yaitu I = Δp

Contoh Soal dan Pembahasan

Setelah elo mengetahui pengertian dan rumus momentum dan impuls, sudah mulai paham kan gambaran umumnya seperti apa? Supaya elo makin tergambar lagi dengan keduanya, simak contoh soal dan pembahasannya berikut ini ya!

Contoh Soal

Suatu bola memiliki massa 500 kg, kemudian dilemparkan secara horizontal ke ke tembok dengan kecepatan 30 m/s dan memantul kembali. Kalau bola tersebut dipantulkan dengan laju yang sama besar, maka berapakah besar impuls bola tersebut?

Pembahasan

Diketahui: m = 500 gram = 0,5 kg; v1 = 30 m/s; v2 = -30 m/s (dipantulkan dengan besar yang sama)

Ditanya: I

Jawab:

Kita gunakan rumus hubungan antara impuls dengan momentum.

I = Δp = m (v2-v1) = 0,5 (-30 – 30) = 0,5 (-60) = -30 Ns.

Negatif menunjukkan arah yang berlawanan dengan arah awalnya. Jadi, besar impuls bola tersebut adalah 30 Ns ke arah yang berbeda dengan awalnya (memantul).