I. JUDUL
Hukum Kekekalan Momentum
II. PENDAHULUAN
Dalam permainan kasti sebelum bola dipukul ,bola dilemparkan ke arah pemukul. Setelah bola dipukul ,bola terlempar dengan kencangnya .Jadi, kecepatannya berubah . Bagaimana besar momentum sebelum dan sesudah pemukulan bola tersebut ?
Coba selidiki melalui eksperimen berikut ini.
III. LANDASAN TEORI
1. Momentum
Momentum sebuah partikel adalah sebuah vektor (p) yang didefinisikan sebagai perkalian antara massa partikel m dengan kecepatannya (v). Momentum ini merupakan besaran vektor yang memiliki besar dan arah.
P = m.v
Tumbukan
Tumbukan adalah gerak partikel yang bertumbuk (atau sekurang-kurangnya salah satu diantara mereka) berubah secara mendadak sehingga kita dapat membedakan dengan cukup jelas saat “sebelum tumbukan” dan saat “sesudah tumbukan”, dalam setiap tumbukan ini gaya yang relatif besar bekerja pada masing-masing partikel yang bertumbukan dalam waktu yang relatif singkat.
Ada beberapa macam tumbukan dilihat dari lenting atau tidaknya:
1. Tumbukan lenting sempurna, adalah terjadi jika ada dua buah benda yang bertumbukan dan memiliki energi kinetik dan Energi kinetik kedua benda tersebut sebelum dan sesudah tumbukan jumlahnya sama.
Menurut hukum kekekalan energy kinetik dirumuskan :
1/2m1 v12 + 1/2 m2v22 = 1/2m1v1’2 + 1/2 m2v2’2
Di dalam lenting sempurna besar koefisien restitusinya (е) = 1
2. Tumbukan Lenting Sebagian,adalah tumbukan yang kehilangan Energi kinetiknya setelah bertumbukan. Hal itu dikarenakan adanya perubahan energy menjadi kalor setelah tumbukan dan tidak berlaku hokum kekekalan energy kinetic tetapi menggunakan hukum kekekalan momentum:
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
Besar koefisien nya yaitu diantara 0 dan 1 ( 0 < e < 1 )
3. Tumbukan tidak lenting sama sekali, jika dua buah benda bertumbukan dan setelah tumbukan kedua benda bersatu sehingga kecepatan kedua benda setelah tumbukan sama ( v’1 = v’2 = v’ ). Dalam hal ini juga tidak berlaku hokum kekekalan energi kinetik tetapi menggunakan hukum kekekalan momentum:
m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v’
Hukum kekekalan momentum
Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa dalam sebuah tumbukan antara dua benda dalam sebuah sistem, momentum sebelum tumbukan adalah sama dengan momentum sesudah tumbukan. Yaitu:
m1v1+m2v2 = m1v1’+m2v2’
P1 + P2 = P1’ + P2’
IV. ALAT DAN BAHAN
1. Ticker timer dan ticker tape
2. Power supplay / batu baterai
3. Papan luncur
4. Plastisin
5. Mistar
6. Troli
V. LANGKAH KERJA
Dalam percobaan ini trolli 1 dibuat meluncur ke arah troli 2 yang diam.Keduanya bertumbukan dan bergabung (melekat karena adanya plastisin ).Yang perlu diamati adalah kecepatan-kecepatannya sebelum dan sesudah tumbukan.
1. Susunlah alat –alat seperti pada gambar .Tinggikan sedikit ujung papan yang ada ticker timer dengan cara mengatur letak ganjal A,supaya trolli dengan kecepatan konstan.Bagaimana cara mengetahui bahwa kecepatan itu kira – kira sudah konstan ?........
2. Luncurkan trolli 1 sehingga menumbuk troli 2.
3. Berilah tanda pada kertas pita ,tepat ketukan pada saat trolli bertumbukkan .Bahaslah bersama bagaimana caranya melakukan ini!
4. Amati titik – titik pada ketukan pita:
D C B A.......... .......... ..............................
ß 10 ketukan ß 10 ketukan
Ukur jarak 10 ketukan di sebelah menyebelah tanda saat bertumbukkan yaitu AB dan CD menyatakan kecepatan –kecepatan trolli dengan satuan waktu 10 ketukan(bukan detik).
Panjang AB menyatakan V1 (kecepatan trolli 1 sebelum tumbukkan)dan panjang CD menyatakan V’ (kecepatan trolli gabungan sesudah tumbukkan).
V2 = kecepatan trolli 2 sebelum tumbukan.
Masukkan harga-harga V1 ,V2 ,dan V’ dalam baris pertama pada tabel dibawah
5. Ulangi percobaan itu beberapa kali
Percobaan ke 2 : 2 trolli menumbuk 1 trolli
Percobaan ke 3 : 1 trolli menumbuk 2 trolli
6. Catatlah hasil – hasil pengamatan dalam tabel di bawah ini.
Gunakan m sebagai massa tiap trolli (dianggap sama bagi semua trolli)
VI. TABEL HASIL PENGAMATAN
NO
SEBELUM TUMBUKAN SESUDAH TUMBUKAN
m1
(gr)
v1
(cm/s)
m1.v1
(gr cm/s)
m2
(gr)
v2
(cm/s)
m2.v2
(cm/s)
m1v1 +m2v2
(gr cm/s)
m1 + m2
(gr)
v’
(cm/s)
(m1+m2)v’ (gr cm/s)
1
940
6/0,2 =30
28.200
940
0
0
28.200
1880
3,2/0,2 =17,5
32.900
2
1880
6/0,2 =30
56.400
940
0
0
56.400
2820
6/0,2=30
84.600
3
940
6,2/0,2=31
29.140
1880
0
0
29.140
2820
3/0,2=15
42.300
VII. PROBLEM
Pertanyaan :
1.Besaran mv disebut?
2.Apa dimensinya ?
3.Apa satuan momentum dalam SI?
4.Pada setiap percobaan apa yang dinyatakan oleh m1v1 +m2v2 dan oleh (m1+m2).v’ ?
5.Bandingkanlah data mengenai jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan dari setiap percobaan itu. Kecenderungan apa yang tampak ?
6.Apa kesimpulan mengenai hasil percobaan- percobaan tadi ?
7.Kesalahan – kesalahan mana yang terjadi dalam pengamatan kita selama percobaan ini ?
8.Jika kesalahan – kesalahan tersebut dapat kita usahakan sekecil mungkin, kesimpulan apa yang kita dapat peroleh dari hasil percobaan tadi ?
Jawaban :
1.Besaran mv yaitu m(massa) dan v(kecepatan) disebut momentum (p) .
P = m.v
Dimana,
P : momentum (kgm/s)
m : massa (kg)
v : kecepatan (m/s)
2. Dimensi dari momentum (p) adalah
P = m.v
= kg.m/s
= MLT-1
Jadi dimensinya adalah MLT-1
3. Satuan momentum dalam SI adalah kg.m/s
4. Percobaan yang dinyatakan oleh m1v1 +m2v2 adalah momentum awal dan oleh (m1+m2).v’ adalah momentum akhir.
5. Kecenderungan yang tampak dari membandingkan data mengenai jumlah momentum
sebelum dan sesudah tumbukan dari setiap percobaan itu adalah momentum sesudah tumbukkan troli cenderung lebih besar nilainya dari momentum sebelum tumbukan troli.
6. Kesimpulan mengenai hasil percobaan- percobaan tadi adalah momentum sesudah tumbukan nilainya lebih besar dari momentum sebelum tumbukkan.
7. Kesalahan – kesalahan yang terjadi dalam pengamatan selama percobaan ini adalah dalam proses mengukur titik- titik pada pita kurang teliti,power supply mungkin mengalami kerusakan karena gangguan listrik saat menyalakan.
8. Jika kesalahan – kesalahan tersebut dapat kita usahakan sekecil mungkin, kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil percobaan tadi adalah momentum sebelum terjadi tumbukan troli dengan momentum sesudah tumbukan troli adalah sama sesuai dengan bunyi hukum kekekalan momentum yaitu “dalam sebuah tumbukan antara dua benda dalam sebuah sistem, momentum sebelum tumbukan adalah sama dengan momentum sesudah tumbukan.”Yaitu:
m1v1+m2v2 = m1v1’+m2v2’
P1 + P2 = P1’ + P2’
Ket:
m1 dan m2 =massa benda 1 dan massa benda 2 yang bertumbukan.
v1 dan v2 =kecepatan benda 1 dan 2 sebelum tumbukan.
v1’ dan v2’ =kecepatan benda 1 dan 2 setelah tumbukan.
P1 + P2 =impuls 1 dan impuls 2 sebelum tumbukan.
P1’ + P2’ =impuls 1 dan 2 setelah tumbukan.
VIII. KESIMPULAN
Setelah saya melakukan percobaan dan menghitung hasil percobaan tersebut, dapat saya simpulkan bahwa hukum kekekalan momentum “momentum sebelum dan sesudah tumbukan itu sama” itu benar. Walaupun hasil percobaan saya mengenai momentum sebelum dan sesudah tumbukan belum sama persis namun karena mungkin terjadi beberapa kesalahan saat melakukan percobaan .Jadi saya dapat menyimpulkan bahwa hukum kekekalan momentum itu benar.
IX. SARAN
Sebaiknya dalam proses pengukuran perlu memperhatikan beberapa hal yaitu kesesuaian alat ukur yang digunakan dengan objek yang diukur, sediakan juga alat dan bahan untuk proses pengukuran ,alat ukur yang digunakan juga harus diperhatikan misalnya ticker timer , ticker tape,power supplay / batu baterai,papan luncur,dan troli jangan sampai alat tersebut rusak sehingga kita tidak mendapatkan data yang pasti.
Dengan terpenuhinya hal-hal tersebut maka setidaknya akan mendapatkan data yang benar-benar pasti dan tidak terjadi kesalahan dalam proses pengukuran .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar