Tag: Impuls

  • Soal Grafik Gaya Terhadap Waktu untuk Menghitung Kecepatan Benda

    Soal Grafik Gaya Terhadap Waktu untuk Menghitung Kecepatan Benda

    Contoh soal dengan data Grafik gaya terhadap waktu dalam Menghitung Kecepatan Benda. Soal ini masuk dalam kajian impuls dan Momentum.

    Soal Impuls dan Momentum

    Sebuah benda dengan massa 12 kg di dorong dengan gaya F. Besar gaya yang diberikan berubah-ubah seperti yang disajikan pada grafik di bawah ini!

    Soal Grafik Gaya Terhadap Waktu untuk menentukan kecepatan

    Jika benda bergerak dengan kecepatan awal 4 m/s, berapakah kecepatan benda pada saat t = 18 detik?

    Pembahasan Soal

    Soal ini dapat diselesaikan dengan dua metode yakni menggunakan pendekatan Impuls dan Perubahan Momentum dan juga bisa solusi Gaya dan Gerak dengan Hukum Netwon. Konsep yang digunakan sebagai berikut!

    F=ma

    Karena 

    a=m\frac{dv}{dt}

    masukkan nilai a ke persamaan awal

    F=m\frac{dv}{dt}
    F.dt = m.dv
    F\int dt = m\int dv

    masukkan batas t mulai dari t sampai t0 dan v mulai dari v sampai v0.

    Ft=m(v_2-v_1)

    Ft sendiri adalah Impuls (I) dan m( v2​−v1​​) adalah perubahan momentum (Δp)

    I = \Delta p

    Solusi Singkat

    Perhtikan persamaan terakhir kita dapat Ft , jika dilihat dari grafik Ft adalah luas wilayah dari grafik. Maka kita bisa hitung nilai Impul (I) yang berdampak dapa perubahan momentum yang terlihat dari perubahan kecepatan (v2).

    Maka kita bisa mengitung total impuls (I) dengan menghitung luas bangun dari grafik di atas dengan asumsi tambahan gaya ada besaran vektor sehingga luas daerah di bawah 0 adalah bernilai negatif.

    MEnghitung kecepatan benda dari grafik Gaya terhadap waktu

    Total I adalah luas bangun I – II + III, dimana bangun 1 dan 2 adalah Trapesium dan 3 adalah Persegi

    I_1 = \frac{6(6+4)}{2}=30 
    I_2 = \frac{-6((12-6)+(12-8))}{2}=-30 
    I_3=6(18-12)=36

    Maka 

    I=30-30+36=36

    Masukkan nilai I ke persamaan I = m( v2​−v1​​)

    36 = 12(v_2-4)
    3 = v_2-4
    v_2=3+4=7

    dengan demikian kecepatan akhirnya adalah 7 m/s.

    Catatan : Pastikan semua satuan dalam SI.

  • Materi Fisika SMA – Rumus Impuls

    Materi Fisika SMA – Rumus Impuls

    AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian menendang bola yang diam? Bola akan bergerak apabila kalian beri gaya berupa tendangan. Proses penendangan bola ini tentu saja berlangsung dalam selang waktu tertentu. Pemberian gaya terhadap benda yang menyebabkan benda bergerak dan berlangsung dalam waktu yang singkat disebut impuls. Adapun penjelasan lebih lanjut, mengenai impuls adalah sebagai berikut.

    A. Pengertian Impuls

    Impuls secara sederhana diartikan sebagai hasil kali antara besar gaya dengan selang waktu gaya yang bekerja. Impuls merupakan besaran vektor dan arah nya searah dengan gaya yang diberikan kepada benda. Satuan impuls adalah Ns. Jika waktu terjadinya tumbukan (Impuls) semakin lama, maka gaya yang bekerja pada benda akan semakin kecil.

    B. Persamaan Impuls

    Impuls dapat dihitung menggunakan persamaan :

    I=F×∆t=F×(t_2-t_1)

    keterangan,
    I : Impuls (Ns)
    ∆t : selang waktu (s)
    F : besar gaya yang bekerja (N)
    t1 : waktu awal (s)
    t2 : waktu akhir (s)

    C. Teorema Impuls – Momentum

    Impuls dan momentum saling berhubungan satu sama lain. Hubungan keduanya dijelaskan dalam teorema impuls-momentum yang menyatakan bahwa impuls yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami oleh benda tersebut. Untuk memahami teorema tersebut, perhatikan uraian berikut.

    Berdasarkan hukum II Newton diperoleh bahwa :

    F = m×a

    dimana,

    a=\frac{∆υ}{∆t}=\frac{υ_2-υ_1}{∆t}

    sehingga,

    F=m×\frac{(υ_2-υ_1)}{∆t}
    F×∆t=mv_2-mv_1
    I=p_2-p_1
    I=∆p

    Berdasarkan persamaan di atas, di peroleh bahwa I (impuls) merupakan sama dengan perubahan momentum yang terjadi pada suatu benda.

    D. Contoh Soal

    Andi menendang bola yang memiliki massa 0,1 kg di sebuah lapangan. Apabila bola yang semula diam setelah di tendang memiliki kecepatan sebesar 30 m/s, berapakah besar impuls bola tersebut?

    Pembahasan

    Dik :
    m = 0,1 kg
    υ1 = 0 m/s
    υ2 = 30 m/s

    Dit :
    I = ?

    Pembahasan :
    I = m(υ2 – υ1)
    I = 0,1 kg (30 m/s – 0 m/s)
    I = 0,1 kg (30 m/s)
    I = 3 N.s