HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM DAN TUMBUKAN Nama Kelompok
:
Kelas
:
Anggota Kelompok
:
Mata Pelajaran
: Fisika
Semester/ tahun Ajaran
:
Alokasi Waktu
: 45 menit
A. Petunjuk Belajar 1. Baca buku-buku Fisika kelas XI SMA semester 1 dan buku lain yang relevan dan berkaitan dengan materi Impuls dan Momentum untuk memperkuat konsep dan pemahaman Anda. 2. Diskusikan dengan teman sekelompok tentang soal-soal yang ada pada LKS. 3. Jawab pertanyaan-pertanyaan dalam LKS dengan benar. 4. Tanyakan pada guru pembimbing jika ada hal-hal yang kurang jelas. B. Kompetensi Dasar Menunjukkan hubungan antara konsep impuls dan momentum untuk menyelesaikan masalah dalam tumbukan C. Tujuan Pembelajaran Setelah mendengarkan informasi singkat, diskusi kelompok dan diskusi kelas, diharapkan siswa mampu : 1. Menjelaskan hukum kekekalan momentum 2. Mengkonsepkan hukum kekekalan momentum untuk system tanpa gaya luar 3. Menganalisis hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi pada tumbukan lenting sempurna, lenting sebagian dan tak lenting. 4. Menyelsaikan permasalahan tentang tumbukan dengan menggunakan hukum kekekalan momentum
D. Materi Dalam fisika banyak persoalan mendasar yang dapat diselesaikan dengan bantuan konsep momentum dan hukum kekekalannya. Salah satu contoh penggunaan konsep momentum adalah persoalan tentang tumbukan. E. Informasi Pendukung
Gambar disamping adalah salah satu contoh tumbukan tak lenting, dimana setelah tumbukan kedua benda bergabung, boleh jadi bergabung dengan kecepatan tertentu atau diam.
Tumbukan tak lenting Referensi : Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA kelas XI. Jakarta : Erlangga Kamajaya. 2004. Fisika untuk SMA kelas XI Semester 1. Bandung : Grafindo F. Paparan isi Materi Momentum sistem dinyatakan kekal jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem. misalkan terdapat suatu sistem yang terdiri atas 3 partikel yang saling bertumbukan. Momentum dari ketiga partikel sebelum tumbukan adalah P1, P2 dan P3. Sementara momentum partikel sesudah tumbukan adalah P1’, P2’ dan P3’. Momentum total system sebelum tumbukan adalah : Pt Momentum total sistem sesudah tumbukan adalah :
Pt '
Karena tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem, maka berlaku hukum kekekalan momentum, yaitu : Terdapat 3 jenis tumbukan, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak lenting sama sekali. Sebelumnya, mari kita definisikan dulu koefisien restitusi, yaitu derajat berkurangnya kecepatan benda setelah terjadi tumbukan.
Pada tumbukan lenting sempurna, berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik. Yaitu jumlah energi kinetik kedua benda sebelum tumbukan sama dengan jumlah energi kinetik kedua benda sesudah tumbukan. Dengan kata lain energi yang hilang sama dengan nol. Jadi pada tumbukan lenting sempurna koefisien restitusi bernilai 1. Dengan menggabungkan persamaan hukum kekekalan momentum dan energi maka didapatkan :
v
v2 e 1 v1 v 2 1
'
'
Pada tumbukan lenting sebagian, energi kinetik total sebelum tumbukan lebih besar dari pada energi kinetik total sesudah tumbukan. Contoh tumbukan lenting sebagian adalah bola yang memantul di lantai, kecepatan sesudah tumbukan berkurang dari kecepatan awal, berkurangnya kecepatan akan mengakibatkan berkurangnya energi kinetik. Kondisi ini kita tuliskan secara matematis sebagai berikut :
Pada peristiwa tumbukan lenting sebagian tetap berlaku hukum kekekalan momentum. Dapat dituliskan sebagai berikut :
Nilai koefisien restitusi pada tumbukan lenting sebagian berkisar antara 0 sampai 1. Pada tumbukan tak lenting, kedua benda bergabung setelah terjadi tumbukan. Dengan demikian, kecepatan kedua benda sesudah tumbukan adalah sama besar. Koefisien restitusi pada tumbukan tak lenting bernilai 0. G. Diskusi
Sebuah bola tenis kita jatuhkan dari ketinggian h1 (jatuh bebas). Bola mengenai lantai dan terpental dengan ketinggian h2, dimana selalu h2 < h1. Tentukan kecepatan bola sesaat sebelum tumbukan, v1 Tentukan kecepatan bola sesaat sesudah tumbukan, v1 '
Kemudian gunakan persamaan koefisien restitusi (e) untuk membuktikan bahwa koefisien restitusi untuk tumbukan antara bola tenis jatuh bebas dan lantai dinyatakan oleh : '
e
Buktikan :
H. Kesimpulan
h1 dst h1
I. Tugas Rumah
1. Bola A yang bergerak lurus memiliki momentum mv, menumbuk bola B yang bergerak pada garis lurus yang sama. Jika setelah tumbukan bola A memiliki momentum -3mv, maka pertambahan momentum bola adalah … 2. Dua benda massanya 3 kg dan 2 kg bergerak berlawanan arah, masing-masing dengan kelajuan 4 m/s dan 5 m/s. Setelah tumbukan, kedua benda bersatu dan bergerak bersamasama. Tentukan kecepatan dan arah kedua benda ! 3. Dua benda massanya 1 kg dan 3 kg bergerak berlawanan arah dengan kecepatan masingmasing 10 m/s dan 4 m/s. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, tentukan kecepatan setiap benda setelah tumbukan ! 4. Dua benda massanya 1 kg dan 3 kg bergerak berlawanan arah dengan kecepatan masingmasing 10 m/s dan 4 m/s. Jika terjadi tumbukan lenting sebagian dengan koefisien restitusi 0,5, tentukan kecepatan setiap benda setelah tumbukan ! 5. Sebuah bola pingpong jatuh bebas dari ketinggian 8 m pada sebuah lantai yang memiliki koefisien restitusi 0,5. Tentukan tinggi yang didapat setelah tumbukan yang kedua kalinya ! 6. Dua buah benda massanya 1 kg dan 3 kg bergerak berlawanan arah dengan kecepatan masing-masing 10 m/s dan 4 m/s. Jika terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali, tentukan kecepatan kedua benda setelah bertumbukan ! 7. Sebuah balok kayu bermassa 0,90 kg digantung dengan sutas tali yang panjangnya l. Kemudian balok tersebut ditembak dengan sebutir peluru bermassa 100 gram. Setelah peluru menumbuk balok, peluru bersarang dibalok dan bergerak bersama setinggi 20 cm. berapakah kecepatan peluru saat menumbuk balok?
Semoga Sukses ^_^ Tanggal
Paraf guru
Silvia Albusta, S.Pd
Nilai
