Momentum
Coba teman-teman perhatikan benda
yang bergerak. Misalnya sepeda motor dan peluru pistol yang di tembakkan. Pada postingan
kali ini akan dibahas sesuatu hal yang berkaitan dengan benda bergerak yaitu
momentum dan impuls.
Momentum merupakan besaran fisis
yang menyatakan kesukaran dari suatu benda bergerak untuk berhenti. Secara
matematis momentum didefinisikan sebagai hasil kali antara massa dan kecepatan.
keterangan :
p = momentum (kg. m/s)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
Berdasarkan definisi tersebut
dapat diketahui bahwa semakin besar massa dan atau kecepatan suatu benda maka
semakin besar momentumnya. Misalnya momentum mobil truk lebih besar dari
momentum sepeda motor apabila bergerak dengan kecepatan yang sama. Atau
momentum sepeda motor yang berkecepatan 100 km/jam tentu jauh lebih besar dari
momentum sepeda motor yang bergerak 10 km/jam. Semakin besar momentum suatu
benda maka semakin besar efek yang ditimbulkan apabila terjadi tumbukan. Peluru
yang bermassa kecil misalnya memiliki momentum yang sangat besar karena
kecepatanya yang besar.
Impuls
Sedangkan impuls merupakan besaran
yang menyatakan hasil kali gaya dan waktu kontak suatu benda. Jadi Impuls
berbanding dengan gaya, semakin besar gaya nya maka impulsnya semakin besar dan
berlakupun sebaliknya
keterangan :
I = Impuls (kg. m/s)
F = gaya (N)
delta t = waktu
kontak (s)
Definisi lain dari impuls yaitu
perubahan besar momentum yang dimiliki oleh benda yang bergerak. Hubungan
impuls dan momentum secara matematis sebagai berikut.
Untuk memahami lebih
dalam, kita ambil sebuah contoh sebuah bola kasti dilemparkan ke seseorang
untuk ditangkap. Pertama dilempar dengan kecepatan tinggi dan kedua dilempar
dengan kecepatan lemah (semakin tinggi kecepatan semakin tinggi momentum). Bola
tersebut ditangkap hingga berarti. Dari contoh ini dapat dilihat besar
perubahan momentum ketika dilempar pertama kali lebih besar (karena dari
kecepatan tinggi ke kecepatan nol/momentum nol). Tentu saja besar impuls yang
diterima tangan akan lebih besar dengan kecepatan tinggi sehingga terasa lebih
sakit.
Gaya Impulsif
Perhatikan kembali
penurunan rumus berikut ini yang diturunkan dari persamaan-persamaan momentum-impuls
diatas tadi.
dengan melihat
penurunan tersebut gaya berbanding lurus dengan perubahan momentum dan
berbanding terbalik dengan waktu kontak. Semakin besar Δt maka gayanya semakin
kecil. Gaya F disinilah yang kemudian dikenal dengan istilah Gaya impulsif karena
berkaitan dengan konsep impuls.
Dari persamaan gaya impulsif
diatas jelas terlihat jika semakin besar perubahan momentum suatu benda, maka
gaya impulsif yang dihasilkan semakin besar pula. Namun adakalanya perubahan
momentum benda sama tetapi gaya impulsifnya berbeda. Misalkan contoh sederhana
ketika kita melompat dari ketinggian 2 meter. Secara reflex biasanya kita
menekuk lutut kita. Dan apabila dibanding ketika dilakukan tanpa menekuk lutut,
maka efek yang dirasakan ketika menekuk lutut terasa lebih ringan atau dengan
kata lain gaya yang diterima tubuh lebih bisa diredam. Perlu diketahui bahwa
perubahan momentum contoh diatas itu sama. Tapi waktu kontak kaki berbeda, pada
saat kaki ditekuk waktu kontak perubahan momentumnya lebih lama sehingga gaya
impulsif lebih kecil.
Daftar Rujukan :
Halliday, David, Robert Resnick, and Jearl Walker. Fisika
Dasar Jiliid 1 terjemahan. Jakarta: Penerbit Erlangga, 2010.