Energi kinetik bisa didefinisikan sebagai usaha yang diberikan pada sebuah benda, sehingga mampu menciptakan gerak pada benda. Energi bersifat kekal dan tidak bisa diciptakan, namun energi dapat berpindah dari satu bentuk ke bentuk energi lainnya. Hal tersebut terjadi akibat hubungan yang terjadi antara berbagai gaya dalam terjadi di kehidupan sehari-hari atau disebut juga dengan perubahan energi. Misalnya ketika Anda ingin menyetrika baju, maka energi listrik akan berubah menjadi panas untuk bisa merapikan pakaian. Begitu juga perubahan yang terjadi dari energi potensial ke kinetik. Untuk supaya bisa lebih paham, silahkan simak materi lengkapnya dari Cryptowi berikut ini. Rumus kinetik didapatkan dari penurunan yang terjadi pada sebuah kasus. Contohnya sebagai berikut. Batu bermassa m dilempar dari titik P dengan kecepatan vP. Batu mencapai titik tertinggi di titik Q yang terletak pada ketinggian h. Rumus untuk menghitung tinggi h adalah. v = vo + at vQ = vp– gt 0 = vp– gt t = vp/g Total Energi Kinetik y = yo + vo t + ½ at2 yQ = yp + vpt – ½ at2 yQ-yP = vp vp/g – ½ g vp/g2 h = ½ vp2/g Energi total di titik P E di titik P = Ekp – 0 = EkP Energi total di titik Q E di titik Q = mgh – 0 = mgh Jika kita mengabaikan gesekan udara , maka energi total di P harus sama dengan energi total Q maka E di titik P = E di titik Q EkP = mgh = mg 1/2 vp2/g Atau EkP = ½ mvp2 Maka secara umum rumus energi kinetik adalah Ek = ½ mv2 Keterangan Ek = energi kinetik Joule M =massa kg V =kecepatan m/s Pengertian Energi Kinetik Energi kinetik adalah jenis energi yang memiliki kaitan erat dengan energi potensial. Jika pada benda diam energi disebut dengan potensial, sedangkan jika memiliki gerakan maka disebut dengan kinetik. Dalam SI, kinetik memiliki satuan kgm2/s2 atau joule. Usaha menghasilkan perubahan pada jumlah energi kinetik. Hal tersebut bisa dinyatakan dalam persamaan berikut ini W = Ek2 –EK1 F s = ½ mvt2 –½ mvo2 Keterangan Ek1 = energi kinetik awal Ek2 = energi kinetik akhir F = gaya S = perpindahan W= usaha Pelajari juga materi Energi Listrik Contoh Energi Kinetik Pada Kehidupan Sehari-Hari 1. Pesawat terbang Bukan hanya memiliki massa yang besar saja, namun pesawat terbang juga memiliki energi kinetik serta kecepatan yang sangat tinggi. Kecepatan serta massa akan memengaruhi jumlah kinetik yang bekerja. Hal inilah yang membuat kinetik bisa terus meningkat saat pesawat terbang di udara. 2. Memindahkan Mobil Mobil mampu bergerak karena memiliki unsur kinetik berupa kecepatan serta massa. Setiap mobil memiliki kemampuan kinetik yang berbeda, tergantung dari dua unsur tersebut. Semakin besar kecepatan serta massa benda, maka kinetik yang mampu dihasilkan juga akan semakin besar. 3. PLTA Saat kinetik bergerak, maka air akan mengenai turbin yang ada di bendungan. Kondisi ini secara tidak langsung mengubah kinetik menjadi mekanik guna memberikan gaya pada turbin. Contoh Soal Energi Kinetik Untuk mampu memahami cara perhitungan dan juga sistem kerja kinetik, simaklah contoh soal dan penjelasannya di bawah ini. 1. Batu dengan massa kg dilepaskan pada ketinggian 100m. Jika batu dilepas tanpa kecepatan awal, maka tentukanlah energi kinetik batu pada keadaan berikut ini Batu mencapai ketinggian 80 m Batu mencapai ketinggian 30 m Batu hampir mencapai tanah g= m/s2 Pembahasan Pertama, kita mengambil acuan di atas tanah. Energi potensial awal adalah mgho, karena energi kinetik awal nol batu diam maka energi total pada keadaan awal E = mgho Ketika mencapai ketinggian y, energi potensialnya menjadi mgy dan muncul energi kinetic, anggap saja sebagai Ek. jadi energi total pada ketinggian y adalah E = mgy + Ek Karena energi awal harus sama dengan energi akhir maka diperoleh mgy + Ek = mgyo atau Ek = mg yo-y Diketahui m= kg y0 = 100 m ya = 80 m yb = 30 m yc = 0 m g = m/s2 Ditanya Ek = ….? Jawab Eka = mg y0-y = 0,5 . 9,8 100-80 = 98 J Ekb = mg y0-y = 0,5 . 9,8 100-30 = 343 J Ekc = mg y0-y = 0,5 . 9,8 100-0 = 490 J 2. Sebuah mobil bermassa kg bergerak ke arah timur dengan kecepatan 20 m/s. Hitunglah besar kinetik yang dimiliki mobil? Dik m = kg; v = 20 m/s; Dit Ek = …..? Jawab Ek = 1/2 Ek = 1/2 Ek = 1/2 Ek = J Ek = kJ 3. Benda A diketahui memiliki kinetik sebesar 200 J, kemudian bergerak dalam kecepatan 36 km/jam. Berapa berat massa dari benda A? Dik Ek = 200 J; v = 36 km/jam = 10 m/s Dit m = …? Jawab Ek = 1/2 m = 2Ek/v2 m = 2 200/102 m = 4 kg Satuan Energi Kinetik Kinetik terjadi akibat gerakan yang dilakukan oleh sebuah benda. Sehingga definisi rumusnya sebagai berikut. EK = ½ mv2 Dengan EK = energi kinetik joule m = massa benda kg v = kecepatan m/s Energi kinetik dapat terbentuk jika benda melakukan pergerakan. Saat benda dalam posisi diam, maka energi akan disimpan sebagai potensial. Kemudian ketika dibutuhkan, maka energi tersebut akan dilepaskan dalam bentuk kinetik. Hal inilah yang membuat keduanya memiliki hubungan yang sangat erat.Sebuahmesin pesawat terbang mampu memberikan gaya dorong sebesar 20.000 N. Berapakah daya yang dihasilkan mesin ketika pesawat mengangkasa dengan kecepatan 250 m/s? Jawab: Diketahui: F = 20.000 N dan v = 250 m/s Energi kinetik adalah jumlah energi yang dimiliki suatu benda sebagai akibat dari gerakannya. Di sini kita akan melihat contoh energi gerak di sekitar kita seperti yang tercantum di bawah iniSebuah pesawat terbang di langitMobil yang bergerakkincir anginPembangkit listrik tenaga airHujan meteorSebuah bus bergerak di atas bukitKaca jatuh ke lantaiSkateboardRoller coasterBersepedaBerjalan dan berlariSekarang, mari kita lihat contoh energi gerak ini secara rinci sebagai berikutSebuah pesawat terbang di langitKarena memiliki massa yang besar dan kecepatan yang tinggi, sebuah pesawat terbang memiliki sejumlah besar energi kinetik untuk mendorongnya ke depan di udara. Ketika pesawat terbang dalam penerbangan, energi kinetik pesawat meningkat oleh kedua faktor ini. Faktanya, karena inilah pesawat dapat terbang di ketinggian seperti yang bergerakMobil yang bergerak mengandung sejumlah energi kinetik. Ini disebabkan oleh fakta bahwa mereka memiliki sejumlah massa dan kecepatan tertentu. Sebagai hasil dari penggunaan rumus energi kinetik, sekarang kita memahami bahwa ketika kita membandingkan energi kinetik dua kendaraan yang melaju dengan kecepatan yang sama di jalan, kita akan sampai pada kesimpulan bahwa truk memiliki energi kinetik lebih banyak daripada mobil karena ukurannya lebih karena jumlah energi kinetik yang terkandung dalam suatu benda yang bergerak meningkat seiring dengan bertambahnya massanya, truk akan memiliki jauh lebih banyak daripada anginKincir angin adalah ilustrasi yang sangat baik tentang bagaimana energi kinetik dapat digunakan dalam berbagai cara. Secara khusus, ketika angin udara yang bergerak bertemu dengan bilah kincir angin, itu menyebabkan bilah berputar, yang pada gilirannya mengarah pada pembangkitan listrik energi. Dalam hal ini, udara yang mengalir memiliki energi kinetik, yang menyebabkan baling-baling berputar, dan sebagai hasilnya, energi kinetik berubah menjadi mekanik energi dalam hal ini anginGambar Kredit Erik Wilde dari Berkeley, CA, AS, Turbin angin di California selatan 2016, CC BY-SA listrik tenaga airFasilitas pembangkit listrik yang menghasilkan listrik melalui penggunaan air disebut sebagai pembangkit listrik tenaga air. Ketika air yang mengalir, yang mengandung beberapa energi kinetik, menabrak turbin yang dipasang di bendungan, energi kinetik air diubah menjadi energi mekanik, yang kemudian digunakan untuk menggerakkan bendungan. Energi mekanik ini menggerakkan turbin, yang pada gilirannya menghasilkan pembangkitan energi listrik pada akhir listrik tenaga airKredit Gambar Gambar oleh FranzW. dari Pixabay Hujan meteorMeskipun fakta bahwa contoh ini tidak berfungsi sebagai demonstrasi praktis energi kinetik setiap hari, itu adalah kejadian yang sangat menarik yang terjadi di tata surya. Fakta bahwa meteoroid tersebar di tata surya kita adalah sesuatu yang mungkin sudah Anda ketahui. Ketika meteoroid tiba cukup dekat ke atmosfer bumi untuk ditarik oleh gravitasi, itu dikatakan "tertarik."Akibatnya, ia mulai turun bebas dari langit dengan kecepatan tinggi. Karena ukuran dan berat meteorit yang sangat besar, energi kinetik meteorit sangat tinggi pada saat tumbukan. Ledakan terjadi ketika meteor menabrak permukaan bumi dengan energi kinetik yang begitu besar. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, ini juga menjadi penyebab munculnya meteoroid di permukaan atmosfer meteorKredit Gambar “Hujan Meteor Perseid”CC BY oleh Trevor BexonSebuah bus bergerak di atas bukitEnergi potensial bus di puncak bukit lebih besar daripada energi kinetik bus karena ketinggiannya, dengan koefisien energi kinetik yang hampir dapat diabaikan. Saat bus melaju menuruni bukit, energi potensial karena ketinggian berkurang, dan energi kinetik meningkat saat kendaraan dipercepat menuruni beberapa saat, nilai energi kinetik dan energi potensial akan menjadi sama, dan ini akan menjadi kasusnya. energi kinetik akan maksimum ketika bus mencapai dasar bukit, dan energi potensial akan menjadi nol selama bus mempertahankan kecepatan tetap selama jatuh ke lantaiApa yang terjadi ketika kita menjatuhkan gelas ke lantai secara tidak sengaja? Pada awalnya, ia hanya memiliki energi potensial pada titik terbesarnya, tetapi ketika gravitasi mengambil alih dan kecepatannya meningkat, massa kaca dan kecepatannya mengambil alih sebagai kekuatan pendorong di belakang pertumbuhan energi kinetik yang lambat. Ketika kaca berada pada posisi terendah, tepat saat akan menyentuh tanah, energi kinetik berada pada puncaknya, tetapi energi potensial berada pada titik terendah atau diabaikan. Akhirnya, ketika kaca pecah ke tanah dan energi kinetik dilepaskan, prosesnya seseorang di atas skateboard berhenti total, energi kinetik pemain skateboard akan menjadi nol, seperti halnya dalam kasus sepeda. energi kinetik skateboard terus bertambah nilainya saat skateboard didorong ke depan. Berat pengendara skateboard, ketika dipasangkan dengan kecepatan papan yang cepat, menghasilkan energi kinetik dalam jumlah yang coasterRoller coaster menyenangkan untuk dikendarai, tetapi pernahkah Anda memikirkan apa yang bisa terjadi pada kereta Anda saat jatuh bebas? Misalnya, ketika kereta roller coaster mencapai puncak lintasan, energi kinetiknya nol karena kereta dalam keadaan ketika kereta dibiarkan jatuh bebas, seiring dengan kenaikan kecepatan kereta yang stabil, ada juga peningkatan energi kinetik kendaraan secara bertahap. Karena peningkatan massa dan energi kinetik yang diciptakan oleh lebih banyak penumpang di kereta sementara kecepatan dipertahankan pada tingkat yang konstan, kereta akan berakselerasi lebih kinetik dari sepeda yang bergerak hadir. Kami mengubah energi tubuh kami menjadi bentuk mekanis dengan mulai mengayuh. Bentuk mekanik ini awalnya adalah energi potensial, yang akhirnya berubah menjadi energi kinetik karena aksi roda, yang merupakan mekanisme di baliknya. Peningkatan kecepatan menghasilkan peningkatan jumlah energi kinetik yang tersedia. Untuk membuat sepeda berhenti total, kita harus mengerem dengan arah yang berlawanan sebagai gaya untuk memperlambat sepeda dan mengembalikannya ke energi dan berlariSaat kita berjalan atau berlari, kita menghasilkan energi kinetik, yang digunakan untuk mendorong kita maju. Ini menjelaskan mengapa kita merasa cukup hangat saat jogging atau setelah berjalan dalam waktu yang lama. Keringat tercipta sebagai hasil dari panas yang dihasilkan oleh tubuh kita saat kita sedang jogging. Sebuah konversi dari energi kimia menjadi energi kinetik terjadi ketika Anda berjalan atau berlari, dan ini disebut sebagai transfer energi semua adalah contoh energi gerak kehidupan yang Sering Diajukan FAQQ. Apa yang dimaksud dengan energi kinetik?Jawab Benda yang bergerak dikatakan memiliki energi kinetik suatu benda adalah ukuran kerja yang dapat dihasilkannya sebagai akibat dari lebih lanjut tentang penggunaan energi kinetikT. Apa saja jenis-jenis energi kinetik?Jawab Ada lima jenis energi kinetik sebagai berikutEnergi radiasiEnergi termalEnergi suaraEnergi listrikEnergi mekanikMari kita lihat apa arti dari energi yang tercantum di atasEnergi radiasi Energi yang terus-menerus bergerak dan bergerak melalui media atau ruang disebut sebagai energi termal Energi panas, juga dikenal sebagai energi panas, terbentuk ketika atom bertumbukan satu sama lain. Energi ini dihasilkan sebagai hasil dari gerakan atom ketika mereka suara Getaran suatu barang menghasilkan produksi energi suara. Namun, energi suara tidak dapat bergerak di ruang hampa karena tidak ada partikel yang berfungsi sebagai media dalam ruang energi Ketika elektron bebas dengan positif atau negatif muatan hadir, energi listrik mekanik Ini dikenal sebagai energi mekanik, yang terdiri dari total energi kinetik dan potensial. Energi mekanik tidak dapat dibangkitkan atau dimusnahkan, tetapi dapat dipindahkan dari satu bentuk ke bentuk lebih lanjut tentang apa itu energi kinetik cahaya Fakta terperinciQ. Ketika kecepatan turun, apa yang terjadi pada energi kinetik?Jawab Penurunan kecepatan memperlambat energi kinetik menjadi energi jenis lain terjadi setiap kali kecepatan benda bergerak berkurang. Energi potensial, energi panas, dan bentuk energi lainnya adalah contoh dari konversi Apa yang dimaksud dengan energi gerak?Jawab Ini adalah jenis energi bergerak mengandung energi, yang disebut sebagai energi gerak atau energi mekanik. Energi ini disimpan dalam benda-benda yang terus bergerak. Saat objek bergerak lebih cepat, jumlah energi yang tersimpan meningkat secara gerak suatu benda adalah total energi potensial dan kinetiknya ketika benda tersebut digunakan untuk melakukan Apa yang Anda maksud dengan pekerjaan?Jawab Saat Anda membuka pintu, Anda sedang 'bekerja' di atasnya terbukaKetika suatu gaya bekerja pada suatu benda, dikatakan melakukan usaha jika benda tersebut bergerak, berubah bentuk atau kedudukannya, atau melakukan suatu aktivitas fisik sebagai akibat dari kerja gaya suatu benda bergerak, energi geraknya adalah jumlah energi potensial dan energi kinetiknya. Sebuahpesawat terbang secara horizontal dari ketinggian 2.000 m dengan kelajuan 150 m/s Dari dalam pesawat; dilepaskan sebuah benda tanpa kecepatan awal; Kecepatan benda ketika sampai di tanah adalah. halo friend di sini kita memiliki pesawat yang terbang secara horizontal dari ketinggian atau H sebesar 2000 m dengan kelajuan atau v0x sebesar
100% found this document useful 1 vote4K views12 pagesCopyright© © All Rights ReservedAvailable FormatsDOC, PDF, TXT or read online from ScribdShare this documentDid you find this document useful?100% found this document useful 1 vote4K views12 pagesKumpulan Soal Dan Pembahasan FisikaJump to Page You are on page 1of 12 You're Reading a Free Preview Pages 6 to 11 are not shown in this preview. Reward Your CuriosityEverything you want to Anywhere. Any Commitment. Cancel anytime.
Tanya 10 SMA. Fisika. Mekanika. Sebuah pesawat terbang besar memiliki mesin yang dapat memberinya percepatan 2 m/s^2. Pesawat terbang mulai bergerak dan harus mencapai laju 1 x 10^2 m/s untuk tinggal landas. Berapa panjang landasan
BerandaSebuah pesawat terbang bergerak dengan energi kine...PertanyaanSebuah pesawat terbang bergerak dengan energi kinetik T. jika kecepatannya menjadi 3 kali semula, energi kinetiknya menjadi...Sebuah pesawat terbang bergerak dengan energi kinetik T. jika kecepatannya menjadi 3 kali semula, energi kinetiknya menjadi...4 T9 T16 T25 T36 TRAMahasiswa/Alumni Universitas PadjadjaranPembahasan Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher di sesi Live Teaching, GRATIS!452NFNur Faizah Pembahasan lengkap banget Mudah dimengerti Bantu banget Ini yang aku cari! Makasih ❤️©2023 Ruangguru. All Rights Reserved PT. Ruang Raya Indonesia
Maafmohon bantuannya, besok mau dikumpul, sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian 10 m tanpa kecepatan awal, jika massa benda 0,25 kg dan benda bergerak dengan kecepatan 25 m/s, tentukan a. energi potensial benda ( g= 10 m/s2 ) b. energi kinetik benda Usaha, Energi, dan Daya 85 d. jumlah energi kinetik dan energi potensial selalu berkurang e. jumlah energi kinetik dan energi potensial selalu tetap 12. Apabila Siswo bersepeda menuruni bukit tanpa mengayuh pedalnya dan besar kecepatan sepeda tetap, terjadi perubahan energi dari …. a. kinetik menjadi potensial b. potensial menjadi kinetik c. potensial menjadi kalor d. kalor menjadi potensial e. kinetik menjadi kalor 13. Sebuah pesawat terbang bergerak dengan energi kinetik T. Jika kecepatannya menjadi dua kali kecepatan semula, energi kinetiknya menjadi .… a. 1 2 T d. 4 T b. T e. 16 T c. 2 T 14. Benda bermassa 5 kg yang mula-mula diam, dipercepat oleh suatu gaya tetap sebesar 10 N. Setelah menempuh jarak 9 m, kelajuan benda tersebut menjadi …. a. 118 ms d. 4,5 ms b. 36 ms e. 3,6 ms c. 6 ms 15. Massa sebesar 2 kg digantung pada pegas yang mempunyai tetapan gaya Nm sehingga mencapai keadaan diam setimbang. Usaha yang diperlukan untuk mengubah simpangan benda dari posisi setimbangnya dari 2 cm menjadi 8 cm adalah sebesar …. a. 10 J d. 4 J b. 8 J e. 3 J c. 6 J 16. Sebuah pistol mainan bekerja dengan menggunakan pegas untuk melontarkan peluru. Jika pistol yang sudah dalam keadaan terkokang, yaitu dengan menekan pegas pistol sejauh x, diarahkan dengan membuat sudut elevasi θ terhadap sumbu horizon- tal, peluru yang terlepas dapat mencapai ketinggian h . Apabila massa peluru m dan percepatan gravitasi g, konstanta pegas adalah… a. 2 2 2 cos mgh k x θ = d. 2 2 sin mgh k x θ = b. 2 2 2 sin mgh k x θ = e. 2 2 2 tg mgh k x θ = c. 2 2 cos mgh k x θ = 17. Air terjun yang tingginya 12 m menerjunkan air sebanyak m 3 s dan dimanfaatkan oleh Pem - bangkit Listrik Tenaga Air PLTA. Apabila percepatan gravitasi 9,8 ms 2 dan seluruh daya listrik terpakai untuk memanaskan m 3 air, kenaikan suhu air per sekon adalah .... °C a. 0,1 × 10 –2 b. 2,8 × 10 –2 c. 4,2 x 10 –2 d. 28,0 × 10 –2 e. 42,0 × 10 –2 18. Sebuah mobil bermassa m memiliki mesin berdaya P . Jika pengaruh gesekan kecil, waktu minimum yang diperlukan mobil agar mencapai kecepatan v dari keadaan diam adalah …. a. mv P b. 2 2P mv c. 2 P mv d. 2 2 mv P e. 2 mv P 19. Sebuah mesin pesawat terbang yang memiliki daya sebesar 7,5 MW mampu memberikan gaya dorong maksimum sebesar N. Kecepatan maksimum pesawat terbang itu adalah .... a. 200 ms b. 250 ms c. 300 ms d. 325 ms e. 350 ms 20. Aliran air setinggi 20 m digunakan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA. Setiap sekon, air mengalir sebanyak 10 m 3 . Jika efisiensi generator adalah 55 dan percepatan gravitasi g = 10 ms 2 , daya rata-rata yang dihasilkan generator dalam kW adalah sebesar .... a. 110 b. c. d. e. Praktis Belajar Fisika untuk Kelas XI 86 1. B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda. Grafik tersebut menyatakan besar gaya yang bekerja pada suatu benda bermassa 1 kg sehingga benda mengalami perpindahan sejauh 25 m. Jika benda mula-mula diam, berapakah besarnya kecepatan benda itu setelah berpindah sejauh 25 m? 2. Sebuah benda meluncur pada permukaan datar dengan kecepatan 4 ms. Kemudian, benda naik pada bidang miring dengan kemiringan 30°. Apabila tidak ada gesekan antara benda dan bidang luncur, tentukanlah panjang lintasan bidang miring. 3. s m F N 10 15 25 A B C D Benda bermassa 2 kg dilepaskan dari puncak seperempat lingkaran yang berjari-jari 2 m. Jika AB dan CD licin serta permukaan BC kasar dengan koefisien gesekan kinetik 0,2 m, tentukanlah a. energi potesial benda di titik D; b. posisi tertinggi yang dicapai benda pada lintasan AB; c. berapa kali benda melintasi BC dan di mana benda akhirnya berhenti? 4. Sebuah benda jatuh bebas dari tempat yang tingginya 80 m. Jika energi potensial mula-mula besarnya joule dan g = 10 ms 2 , tentukan a. massa benda itu; b. waktu benda sampai di tanah; c. kecepatan benda tepat sebelum sampai di tanah; d. energi kinetik benda tepat sebelum sampai di tanah. 5. Sebuah benda bermassa 2 kg terletak di tanah. Benda itu ditarik secara vertikal ke atas dengan gaya 25 N selama 2 sekon, lalu dilepaskan. Jika percepatan gravitasi g = 10 ms 2 , berapakah energi kinetik benda pada saat mengenai tanah? 87 Pernahkah anda melihat seorang atlet golf yang memukul bola golf dengan menggunakan tongkat sehingga bola tersebut terpental jauh sampai beberapa ratus meter? Seperti yang terlihat pada gambar, bola golf yang mulanya diam, akan bergerak dengan kecepatan tertentu, bukan? Peristiwa apa yang dialami bola golf tersebut? Tahukah Anda prinsip dasar yang menjelaskan peristiwa ini? Peristiwa saat Anda memukul dan menendang benda, atau peristiwa tabrakan antara dua benda dapat dijelaskan dengan konsep Fisika, yaitu momentum dan impuls. Bagaimanakah konsep Fisika yang bekerja pada sebuah tabrakan mobil? Dalam hal apa sajakah konsep momentum dan impuls ini diterapkan? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, dalam bab ini akan dibahas materi momentum dan impuls, Hukum Kekekalan Momentum, serta aplikasi keduanya dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari. Momentum dan Impuls Pada bab ini, Anda akan diajak untuk dapat menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik dengan cara menunjukkan hubungan antara konsep impuls dan momentum untuk menyelesaikan masalah tumbukan. 5 B a b 5 Sumber Jendela Iptek, aya dan erak,1997 A. Momentum dan Impuls B. Hukum Kekekalan Momentum C. Aplikasi Momentum dan Impuls dalam Kehidupan Sehari- hari Praktis Belajar Fisika untuk Kelas XI 88 A Momentum dan Impuls 1. Momentum Sebuah truk bermuatan penuh akan lebih sulit untuk berhenti daripada sebuah mobil kecil, walaupun kecepatan kedua kendaraan itu sama. Kenapa demikian? Dalam pengertian fisisnya dikatakan bahwa momentum truk lebih besar daripada mobil. Secara Fisika, pengertian momentum adalah hasil kali antara massa benda m dan kecepatannya v, yang dituliskan sebagai berikut. p = m v 5–1 dengan m = massa benda kg, v = kecepatan benda ms, dan p = momentum benda kgms. Dari Persamaan 5–1 tersebut, dapat dilihat bahwa momentum merupakan besaran vektor karena memiliki besar dan arah. v Gambar Mobil bermassa m, er ger ak dengan kecepatan v. Momentumnya = m v . Sebuah mobil bermassa kg bergerak dengan kecepatan 36 kmjam. Berapakah momentum mobil tersebut? Jawab Diketahui m = kg dan v = 36 kmjam. m = kg v = 36 kmjam = 10 ms Momentum mobil p = mv = kg10 ms = kgms. Perhatikan data berikut ini. a. Mobil bermassa kg yang berisi seorang penumpang bergerak dengan kecepatan 72 kmjam. b. Seseorang mengendarai motor bermassa 100 kg dengan kecepatan 108 kmjam. c. Seseorang naik motor bermassa 100 kg dan membonceng seorang lainnya, bergerak dengan kecepatan 54 kmjam. Jika massa orang 50 kg, data manakah yang memiliki momentum terbesar? Jawab Diketahui m mobil = kg, m motor = 100 kg, v motor ke–2 = 54 kmjam = 15 ms, v motor ke–1 = 108 kmjam = 30 ms, dan v mobil =72 kmjam = 20 ms a. Momentum mobil dengan seorang penumpang p mobil = m orang + m mobil v mobil = 50 kg + kg20 ms = kgms b. Momentum motor dengan seorang pengendara p motor = m orang + m motor v motor ke–1 = 50 kg + 100 kg30 ms = kgms 1. Menurut Anda, dapatkah suatu gaya yang bekerja pada benda menimbulkan kecepatan pada benda tersebut? Jelaskan jawaban Anda. 2. Jelaskanlah pengertian energi kinetik dengan bahasa dan pemahaman Anda sendiri. 3. Sebuah bola ditarik dengan gaya sebesar 10 N. Berapakah percepatan dan kecepatan bola tersebut jika massa bola sebesar 0,5 kg? m Pramateri Soal Contoh Contoh Momentum dan Impuls 89 Gambar Gaya yang diberikan pada bola tenis hanya bekerja dalam selang waktu singkat. Gaya ini menyebabkan bola tenis bergerak dengan kecepatan dan lintasan tertentu. 2. Impuls Cobalah Anda tendang sebuah bola yang sedang diam. Walaupun kontak antara kaki Anda dan bola hanya sesaat, namun bola dapat bergerak dengan kecepatan tertentu. Dalam pengertian momentum, dikatakan bahwa pada bola terjadi perubahan momentum akibat adanya gaya yang diberikan dalam selang waktu tertentu. Gaya seperti ini, yang hanya bekerja dalam selang waktu yang sangat singkat, disebut gaya impulsif. Oleh karena itu, perkalian antara gaya dan selang waktu gaya itu bekerja pada benda disebut impuls. Secara matematis, dituliskan sebagai I = F Δ t 5–2 Besarnya impuls dapat dihitung dengan menggunakan grafik hubungan gaya F terhadap waktu t grafik F – t. Perhatikan Gambar berikut. Benda A dan benda B masing-masing bermassa 2 kg dan 3 kg, bergerak saling tegak lurus dengan kecepatan masing-masing sebesar 8 ms dan 4 ms. Berapakah momentum total kedua benda tersebut? Jawab Diketahui m A = 2 kg, m B = 3 kg, v A = 8 ms, dan v B = 4 ms. p A = m A v A = 2 kg8 ms = 16 kgms p B = m B v B = 3 kg4 ms = 12 kgms Momentum adalah besaran vektor sehingga untuk menghitung besar momentum total kedua benda, digunakan penjumlahan vektor p total = p A 2 + p B 2 12 = [16 kgms 2 + 12 kgms 2 ] 12 = 20 kgms. Sumber Fundamentals o hysics, c. Momentum motor dengan dua orang p motor = 2 m orang + m motor v motor ke–2 = 100 kg + 100 kg15 ms = kgms Jadi, momentum yang terbesar adalah momentum yang dimiliki oleh motor dengan seorang pengendara, yaitu kgms. Gambar Luas daerah di bawah grafik F – t menunjukkan impuls yang dialami benda. Contoh F Δt F N t s Gaya impulsif yang bekerja pada benda berada pada nilai nol saat t 1 . Kemudian, gaya tersebut bergerak ke nilai maksimum dan akhirnya turun kembali dengan cepat ke nilai nol pada saat t 2 . Oleh karena luas daerah di bawah kurva gaya impulsif sama dengan luas persegipanjang gaya rata-rata F yang bekerja pada benda, grafik hubungan antara F dan t dapat digambarkan sebagai besar impuls yang terjadi pada benda. Praktis Belajar Fisika untuk Kelas XI 90 Jika gaya yang diberikan pada benda merupakan suatu fungsi linear, impuls yang dialami oleh benda sama dengan luas daerah di bawah kurva fungsi gaya terhadap waktu, seperti terlihat pada Gambar Dengan memerhatikan Persamaan 5–2, Anda dapat menyimpulkan bahwa gaya dan selang waktu berbanding terbalik. Perhatikan Tabel berikut. Gambar Impuls = luas daerah yang diarsir. F t = 5t + 3 I 2 3 13 t s F N Besarnya impuls yang dibentuk adalah sebesar 100 Ns, namun besar gaya dan selang waktu gaya tersebut bekerja pada benda bervariasi. dari Tabel tersebut, dapat dilihat bahwa jika waktu terjadinya tumbukan semakin besar lama, gaya yang bekerja pada benda akan semakin kecil. oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa waktu kontak antara gaya dan benda sangat memengaruhi besar gaya yang bekerja pada benda saat terjadi tumbukan. 3. Hubungan antara Impuls dan Perubahan Momentum Pada pelajaran sebelumnya, telah Anda ketahui bahwa jika pada sebuah benda bermassa m, bekerja sebuah gaya F yang besarnya tetap selama t sekon, pada benda itu berlaku persamaan v t = v + a Δ t dengan a = F m Hukum II Newton sehingga v t = v + F m Δ t v t = v + F m Δ t Apabila ruas kiri dan ruas kanan persamaan dikalikan dengan m, didapatkan mv t = mv + F Δ t sehingga F Δ t = mv t – v 5–3 dengan mv = momentum awal, dan mv t = momentum akhir. Oleh karena F Δ t = impuls dari gaya F, Persamaan 5–3 dapat diartikan bahwa impuls suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda tersebut. Secara matematis dituliskan sebagai I = Δ p 5–4 • Momentum • Impuls Kata Kunci Pesawat luar angkasa yang akan bergerak menuju orbit harus mendapatkan momentum yang sangat besar agar kecepatannya bisa mengatasi percepatan gravitasi Bumi. Oleh karena itu, mesin pesawat harus mampu mengeluarkan gaya dorong yang sangat besar sekitar 30 × 10 6 N. Sumber Jendela Iptek, 1997 Pesawat Luar Angkasa J e l a j a h F i s i k a Gaya N 100 5 0 2 5 1 0 4 2 1 0,1 Tabel Kombinasi antara Gaya dan Waktu yang Dibutuhkan untuk Menghasilkan Impuls Sebesar 100 Ns Waktu s Impuls Ns 1 2 4 1 0 2 5 5 0 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Sumber shuttle Momentum dan Impuls OZE6.sebuah pesawat terbang bergerak dengan energi kinetik t
