ENERGI DAN DAYA LISTRIK

Energi listrik bukan hasil ciptaan manusia, tetapi energi listrik dapat timbul dari energi panas dan energi gerak. Selain itu, energi listrik tidak dapat dimusnahkan, tetapi energi listrik dapat diubah menjadi energy panas, energy bunyi, atau energi gerak. Berdasarkan penjelasan tersebut, apakah keuntungan energi listrik itu? Pada kesempatan ini, kita akan membahas manfaat energi listrik dalam kehidupan sehari-hari, cara menghitung energi listrik yang terpakai dan alat-alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi kalor.

 

Energi Listrik

Energi listrik berguna untuk kita karena dapat dengan mudah diubah menjadi energi bentuk lain. Misalnya motor listrik merubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi listrik adalah energi yang ditimbulkan oleh arus listrik pada suatu penghantar yang dapat diubah menjadi energi bentuk lain. Beberapa pemanfaatan perubahan energi listrik menjadi energi bentuk lain:

1.      Energi listrik menjadi energi kalor, misalnya kompor listrik, setrika listrik, solder listrik, dan rice cooker.

2.      Energi listrik menjadi energi gerak, misalnya bor listrik, kipas angin listrik, dan motor listrik.

3.      Energi listrik menjadi energi kimia, misalnya pada proses pengisian akumulator.

4.      Energi listrik menjadi energi cahaya, misalnya pada lampu pijar

 

Energi listrik dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

 

Daya Listrik

Daya listrik adalah laju energi listrik yang dipindahkan atau energi listrik tiap satuan waktu.

Daya listrik dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

Perhitungan Pemakaian Energi Listrik (Rekening Listrik)

Setiap bulan, semua pelanggan listrik PLN harus membayar biaya pemakaian energi listrik sesuai dengan banyaknya energi listrik yang dikonsumsi. Dalam hal ini biasanya energi listrik yang diperhitungkan dinyatakan dalam satuan kilowatt-jam atau kilo watt-hour disingkat kWh. 1 kWh adalah jumlah energi yang dipakai oleh sebuah peralatan listrik yang berdaya 1 kilowatt selama 1 jam. Banyaknya energi listrik yang digunakan dapat dibaca pada gardu rumah (meteran listrik).

Pemakaian energi listrikk selama sebulan dapat diketahui melalui meteran listrik itu. Kemudian, dengan tarif listrik tertentu, misalnya sekitar Rp 180,00/kWh, pihak PLN ataupun kita dapat mengetahui besar biaya pemakaian energi listrik selama sebulan. Biaya pemakaian energi listrik inilah yang harus kita bayarkan secara rutin setiap bulan pada PLN, yang sering kita sebut rekening listrik.

Pada kenyataannya, tarif listrik itu tidak sama untuk semua gedung atau kepentingan. Secara umum perbedaan tarif listrik dapat dibedakan atas tiga kriteria, yaitu tarif listrik untuk rumah tangga, badan sosial (yayasan yatim piatu), dan pabrik atau industri.

 

Contoh soal:

1. Pada sebuah rumah, penghuninya menggunakan pesawat listrik sebagai berikut.

a. TV dengan daya 350 watt dinyalakan selama 12 jam/hari

b. Radio dengan daya 15 watt dinyalakan selama 10 hari/jam

c. Lemari es dengan daya 350 watt dinyalakan selama 18 jam/hari

d. Pompa air dengan daya 250 watt dinyalakan selama 4 jam/hari

e. Mesin cuci dengan daya 500 watt dinyalakan selama 5 jam/hari

Berapakah biaya rekening listrik yang harus dibayar selama 1 bulan (30 hari) jika 1 kWh Rp 180,00 dan biaya pelanggan Rp 3.500,00?

Penyelesaian:

Diketahui:

a. TV, P = 350 watt, t = 12 jam

b. Radio, P = 15 watt, t = 10 jam

c. Lemari es, P = 350 watt, t = 18 jam

d. Pompa air, P = 250 watt, t = 4 jam

e. Mesin cuci, P = 500 watt, t = 5 jam

Biaya 1 kWh sebesar Rp 180,00

Biaya pelanggannya sebesar Rp 3.500,00

Ditanyakan: Biaya rekening selama 30 hari = ?

Tulisan ini diambil dan diolah dari sumber:

http://file.upi.edu/Direktori/DUAL-MODES/KONSEP_DASAR_FISIKA/BBM_11__%28Listrik_

 Listrik Dinamis

 

Listrik dinamis Listrik dinamis mempelajari tentang muatan-muatan listrik yang bergerak, yang disebut sebagai arus listrik. Arus listrik adalah aliran elektron-elektron melalui suatu penghantar dari potensial rendah ke potensial tinggi (disebut arus elektron). Perjanjian yang masih berlaku saat ini menetapkan “Arus listrik sebagai aliran partikel-partikel bermuatan positif melalui suatupenghantar dari potensial tinggi ke potensial rendah”. Arah aliran arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron. Kuat arus listrik disefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui penampang suatu penghantar tiap satuan waktu. Satuan kuat arus listrik dalam SI adalah coulomb/sekon (C/s) atau disebut Ampere (A). Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang melalui suatu rangkaian listrik adalah amperemeter. Amperemeter harus dipasang secara seri dengan komponen listrik yang akan diukur kuat arusnya. Kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar, asal suhu penghantar tersebut tidak berubah. Perbandingan tegangan (V) dengan kuat arus (I) adalah tetap dan disebut hambatan (R).

 

Satuan hambatan dalam SI adalah volt/ampere (V/A) atau disebut ohm (Ω). Tidak semua jenis bahan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Ada bahan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik ada pula bahan yang sangat buruk menghantarkan listrik. Alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik pada suatu rangkaian listrik adalah voltmeter. Voltmeter harus dipasang paralel dengan bagian rangkaian atau komponen listrik yang akan diukur tegangannya. Hambatan atau lampu dapat dirangkai secara seri, paralel, ataupun gabungan antara seri dan paralel. Hambatan pengganti seri sama dengan jumlah tiap-tiap hambatan. Hambatan-hambatan yang disusun seri berguna untuk memperbesar hambatan serta sebagai pembagi tegangan. Hambatan-hambatan yang disusun paralel berguna untuk memperkecil hambatan serta sebagai pembagi arus. Hukum Kirchhoff pada rangkaian tertutup dapat digunakan bila rangkaian tidak dapat disederhanakan menggunakan kombinasi seri dan paralel.

 

HUKUM OHM

 Arus listrik sebenarnya adalah aliran partikel bermuatan negatif (elektron bebas). Penentuan arah arus ini didasarkan pada kesepakatan historis, karena mula-mula dianggap bahwa adanya arus listrik pada logam itu, disebabkan oleh gerakan muatan positif, sedangkan yang sebenarnya yang bergerak adalah elektron

Di alam ini tidak ada bahan isolator maupun bahan konduktor yang sempurna yaitu suatu bahan yang sama sekali tidak dapat mengantarkan arus listrik, maupun suatu bahan yang tanpa mempunyai hambatan. Mudah tidaknya suatu arus mengalir pada suatu penghantar dinyatakan dalam Hukum Ohm. Hukum ini berasal dari hasil percobaan George Simon Ohm (1787 – 1854)

yang menunjukkan adanya hubungan antara arus, beda potensial dan hambatan: “Kuat arus yang

mengalir pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial antar kedau ujung penghantar tersebut dan berbending terbailk dengan hambatannya”. Secara matematis ditulis:

 

Menurut hukum Ohm semakin besar tegangan listrik semakin besar pula arus yang mengali  dalam rangkaian. Perbandingan tegangan listrik dengan kuat arus (I) adalah tetap. Hasil bagi ini dinamakan hambatan listrik atau resistansi. Setiap jenis bahan memiliki hambatan jenis yang berbeda-beda, makin besar hambatan jenis, makin besar pula hambatan listriknya. Dalam kemampuannya menghantarkan arus listrik, jenis bahan digolongkan menjadi konduktor, isolator

dan semikonduktor.

 

Tulisan ini diambil dan diolah dari sumber:

http://file.upi.edu/Direktori/DUAL-MODES/KONSEP_DASAR_FISIKA/BBM_11__%28Listrik_Dinamis%29_KD_Fisika.pdf

  

Termodinamika

Prinsip termodinamika sebenarnya yaitu hal alami yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, termodinamika direkayasa sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk mekanisme yang bisa membantu manusia dalam kegiatannya. Aplikasi termodinamika yang begitu luas dimungkinkan karena adanya perkembangan ilmu termodinamika sejak abad 17. Pengembangan ilmu termodinamika dimulai dengan pendekatan makroskopik yakni perilaku umum partikel zat yang menjadi media pembawa energi.

Dalam termodinamika dikenal istilah sistem dan lingkungan.

-           Sistem adalah benda atau sekumpulan apa saja yang akan diteliti atau diamati dan menjadi pusat perhatian.

-          Lingkungan adalah benda-benda yang berada diluar dari sistem tersebut.

Jenis-jenis sistem

1.      Sistem Terbuka

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda (materi) dengan lingkungannya. Sistem terbuka ini meliputi peralatan yang melibatkan adanya aliran massa kedalam atau keluar sistem seperti pada kompresor, turbin, nozel dan motor bakar.

2.      Sistem Tertutup

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja ) tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Sistem tertutup terdiri atas suatu jumlah massa yang tertentu dimana massa ini tidak dapat melintasi lapis batas sistem. Tetapi, energi baik dalam bentuk panas (heat) maupun usaha (work) dapat melintasi lapis batas sistem tersebut.

3.      Sistem terisolasi Sistem yang mengakibatkan tidak terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos dan tabung gas yang terisolasi. Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi.

 

ENERGI INTERNAL DAN HUKUM 1 TERMODINAMIKA

Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Kita hanya dapat mengubah bentuk energi, dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Apabila suatu sistem diberi kalor, maka kalor tersebut akan digunakan untuk melakukan usaha luar dan mengubah energi dalam.

Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa:

Untuk setiap proses, apabila kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha W, maka akan terjadi perubahan energi dalam ∆U = Q – W

 Yang artinya perubahan energi dalam (U) sistem merupakan jumlah energi kalor (Q)dalam sistem yang dikurangi dengan kerja (W)yang dilakukan oleh sistem. 

Perlu diperhatikan bahwa,

Q bertanda positif (+) jika sistem menyerap kalor

Q bertanda negatif (-) jika sistem melepas kalor

W bertanda positif (+) jika sistem melakukan kerja

W bertanda negatif (-) jika sistem diberikan kerja

 bertanda positif (+) jika sistem mengalami kenaikan suhu

 bertanda negatif (-) jika sistem mengalami penurunan suhu

Dan pada sistem terisolasi, Q=0 dan W=0, sehingga tidak ada perubahan energi dalam ()

JENIS- JENIS DARI PROSES THERMODINAMIKA

1.      Adiabatik Proses adiabatik adalah proses prubahan keadaan dimana tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem (gas) Tidak terjadi pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan Dapat terjadi jika sistem dan lingkungan dibatasi oleh sekat yang tidak dapat dilalui kalor

2.      Isobarik Proses isobarik adalah proses prubahan keadaan gas pada tekanan tetap

**Berlangsung pada tekanan tetap.

3.      Isokhorik Proses isokhorik adalah proses prubahan keadaan gas pada volume tetap

**Berlangsung pada volum tetap.

4.      Isotermal Proses isothermal adalah proses prubahan keadaan gas pada suhu tetap

**Berlangsung pada suhu tetap.

 

ENERGI INTERNAL PADA GAS IDEAL GAS IDEAL

Ciri-ciri gas ideal:

1.      Gas terdiri dari molekul yang sangat banyak dan identik

2.      Jarak anatar molekul gas jauh lebih besar daripada ukurannya

3.      Molekul-molekul bergerak secara acak dan memenuhi hukum Newton

4.      Tumbukan antar molekul gas lenting sempurna

 

Tulisan ini diambil dan diolah dari sumber :

https://docplayer.info/47733583-Fisika-dasar-hukum-hukum-termodinamika.html

https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/pengertian-termodinamika-lengkap/

https://www.zenius.net/blog/materi-konsep-dasar-termodinamika

 

 

  

GETARAN DAN GELOMBANG

 

Getaran

Gambar Boneka bobblehead (Lazada.co.id)

Boneka bobblehead (gambar di atas)adalah ilustrasi yang bagus dari banyak prinsip gerak getaran. 

Boneka bobblehead terdiri dari replika kepala besar yang diikat oleh pegas ke badan dan dudukan.

Ketukan ringan pada kepala yang terlalu besar akan membuatnya memantul. 

Ketika kepala bergoyang, maka tubuhnya bergetar dan itu dinamakan berosilasi. 

Saat didorong atau entah bagaimana terganggu, kepala melakukan gerakan maju mundur. 

Bolak-balik tidak terjadi selamanya. Seiring waktu, getaran cenderung mereda dan bobblehead 

berhenti terayun-ayun dan akhirnya mengambil posisi istirahat seperti yang biasa (diam).

 

Banyak dari apa yang kita lihat dan dengar hanya mungkin karena getaran dan gelombang. Kita melihat dunia di sekitar kita karena gelombang cahaya. Dan kita mendengar dunia di sekitar kita karena gelombang suara. Jika kita bisa memahami gelombang, maka kita akan bisa memahami dunia penglihatan dan suara.

Gelombang

Gelombang dapat digambarkan sebagai gangguan yang bergerak melalui media dari satu lokasi 

ke lokasi lain. Ketika slinky direntangkan dari ujung ke ujung dan ditahan saat diam,

 ia mengambil posisi alami yang dikenal sebagai ekuilibrium atau posisi istirahat. 

Gulungan slinky secara alami mengambil posisi dengan jarak yang sama berjauhan. 

Untuk memasukkan gelombang ke dalam slinky, partikel pertama dipindahkan atau dipindahkan 

dari kesetimbangan atau posisi diamnya. Partikel tersebut bisa saja digerakkan ke atas atau ke bawah, 

ke depan atau ke belakang; tetapi setelah dipindahkan, ia kembali ke keseimbangan atau

 posisi istirahat semula. Namun, jika kumparan pertama dari slinky secara terus menerus dan 

berkala bergetar secara bolak-balik, kami akan mengamati gangguan berulang yang bergerak dalam 

slinky yang bertahan selama beberapa periode waktu yang lama. Gangguan berulang dan berkala 

yang bergerak melalui media dari satu lokasi ke lokasi lain disebut sebagai gelombang.

Gambar Slinky (physicsclassroom.com)

  Jenis-Jenis Gelombang

Salah satu cara untuk mengkategorikan gelombang adalah berdasarkan arah pergerakan masing-masing partikel medium relatif terhadap arah perjalanan gelombang. Mengkategorikan gelombang berdasarkan ini mengarah pada tiga kategori penting: gelombang transversal, gelombang longitudinal, dan gelombang permukaan.

Gelombang transversal adalah gelombang di mana partikel-partikel mediumnya bergerak dalam arah tegak lurus arah gelombang tersebut bergerak. Gelombang transversal selalu ditandai dengan gerakan partikel yang tegak lurus terhadap gerakan gelombang.

Gelombang longitudinal adalah gelombang di mana partikel-partikel mediumnya bergerak ke arah yang sejajar dengan arah pergerakan gelombang. Gelombang longitudinal selalu ditandai dengan gerakan partikel yang sejajar dengan gerakan gelombang.

Gambar Gelombang longitudinal dan transversal (physicsclassroom.com)

Cara lain untuk mengkategorikan gelombang adalah berdasarkan kemampuannya atau ketidakmampuannya untuk mengirimkan energi melalui ruang hampa (yaitu, ruang kosong). Mengkategorikan gelombang berdasarkan ini mengarah pada dua kategori penting: gelombang elektromagnetik dan gelombang mekanis.

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang mampu mentransmisikan energinya melalui ruang hampa (yaitu, ruang kosong). Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh getaran partikel bermuatan. Gelombang elektromagnetik yang dihasilkan matahari kemudian bergerak ke Bumi melalui ruang hampa udara. Jika bukan karena kemampuan gelombang elektromagnetik untuk bergerak melalui ruang hampa, niscaya tidak akan ada kehidupan di Bumi. Semua gelombang cahaya adalah contoh gelombang elektromagnetik.

Gelombang mekanik adalah gelombang yang tidak mampu mentransmisikan energinya melalui ruang hampa. Gelombang mekanik membutuhkan media untuk mengangkut energinya dari satu lokasi ke lokasi lain. Gelombang suara adalah contoh gelombang mekanis. Gelombang suara tidak mampu bergerak melalui ruang hampa. Gelombang licin, gelombang air, gelombang stadion, dan gelombang lompat tali adalah contoh lain dari gelombang mekanis; masing-masing membutuhkan media agar bisa eksis. Gelombang slinky membutuhkan kumparan slinky; gelombang air membutuhkan air; gelombang stadion membutuhkan penggemar di stadion; dan gelombang lompat tali membutuhkan lompat tali.

 SIFAT-SIFAT GELOMBANG

Gelombang dapat bergerak melalui medium atau tdak. Namun secara keseluruhan, gelombang memiliki karakteristik atau sifat-sifat tertentu. Berikut sifat-sifat yang dimiliki oleh gelombang.

1.      Refleksi

Gelombang-gelombang akan bergerak melalui air hingga menemui penghalang - seperti dinding tangki atau benda yang ditempatkan di dalam air. Gambar di bawah ini menggambarkan serangkaian gelombang lurus mendekati penghalang panjang yang memanjang pada sudut melintasi tangki air.

Arah gelombang ini (puncak garis lurus) berjalan melalui air diwakili oleh panah biru. Panah biru disebut sinar dan digambar tegak lurus dengan muka gelombang. Saat mencapai penghalang yang ditempatkan di dalam air, gelombang ini memantul dari air dan menuju ke arah yang berbeda. Gambar di bawah ini menunjukkan muka gelombang yang dipantulkan dan sinar yang dipantulkan. Terlepas dari sudut di mana muka gelombang mendekati penghalang, satu hukum umum refleksi berlaku: gelombang akan selalu memantul sedemikian rupa sehingga sudut di mana mereka mendekati penghalang sama dengan sudut di mana mereka memantulkan penghalang. Ini dikenal sebagai hukum refleksi.

Pembahasan di atas berkaitan dengan pantulan gelombang dari permukaan lurus. Tapi bagaimana jika permukaannya melengkung, mungkin berbentuk parabola? Misalkan tabung karet berbentuk parabola ditempatkan di dalam air. Diagram di sebelah kanan menggambarkan penghalang parabola di tangki riak. Beberapa muka gelombang mendekati penghalang; sinar ditarik untuk muka gelombang ini. Setelah memantulkan penghalang parabola, gelombang air akan berubah arah dan menuju ke suatu titik. Ini digambarkan dalam gambar di bawah ini. Seolah-olah semua energi yang dibawa oleh gelombang air berkumpul pada satu titik - titik tersebut dikenal sebagai titik fokus. Setelah melewati titik fokus, gelombang menyebar melalui air.

 

2.      Refraksi

Refraksi gelombang melibatkan perubahan arah gelombang saat mereka lewat dari satu medium ke medium lainnya. Refraksi, atau pembengkokan jalur gelombang, disertai dengan perubahan kecepatan dan panjang gelombang. Gelombang air bergerak paling cepat saat medianya dalam. Jadi, jika gelombang air berpindah dari air dalam ke air dangkal, mereka akan melambat. Jadi ketika gelombang air ditransmisikan dari air dalam ke air dangkal, kecepatannya berkurang, panjang gelombangnya berkurang, dan arahnya berubah.

Gelombang yang bergerak dari ujung yang dalam ke ujung yang dangkal dapat terlihat membiaskan (yaitu, menekuk), menurunkan panjang gelombang (muka gelombang semakin berdekatan), dan melambat (membutuhkan waktu lebih lama untuk menempuh jarak yang sama). Saat melakukan perjalanan dari perairan dalam ke perairan dangkal, gelombang terlihat membelok sedemikian rupa sehingga tampak bergerak lebih tegak lurus ke permukaan. Jika bergerak dari perairan dangkal ke perairan dalam, gelombang akan membelok ke arah yang berlawanan.

3.      Difraksi

Refleksi melibatkan perubahan arah gelombang saat memantul dari penghalang; refraksi gelombang melibatkan perubahan arah gelombang saat mereka berpindah dari satu medium ke medium lainnya; dan difraksi melibatkan perubahan arah gelombang saat mereka melewati lubang atau mengelilingi penghalang di jalurnya. Gelombang air memiliki kemampuan untuk bergerak di sekitar sudut, melewati rintangan dan melalui celah. Difraksi dapat ditunjukkan dengan menempatkan penghalang dan penghalang kecil di tangki riak dan mengamati jalur gelombang air saat mereka menghadapi rintangan. Gelombang terlihat melewati penghalang ke daerah di belakangnya; selanjutnya air di belakang penghalang terganggu. Jumlah difraksi (ketajaman tekukan) meningkat dengan bertambahnya panjang gelombang dan menurun dengan menurunnya panjang gelombang.

4.      Interferensi

Interferensi gelombang adalah fenomena yang terjadi ketika dua gelombang bertemu saat bergerak di sepanjang medium yang sama.

Interferensi Konstruktif

Interferensi konstruktif adalah jenis interferensi yang terjadi di lokasi mana pun di sepanjang medium di mana dua gelombang interferensi memiliki perpindahan ke arah yang sama. Dalam hal ini, kedua gelombang memiliki perpindahan ke atas; akibatnya, medium memiliki perpindahan ke atas yang lebih besar.

Interferensi Destruktif

Gangguan destruktif adalah jenis gangguan yang terjadi di lokasi mana pun di sepanjang media di mana dua gelombang yang mengganggu memiliki perpindahan ke arah yang berlawanan. Misalnya, ketika pulsa sinus dengan perpindahan maksimum +1 unit bertemu dengan pulsa sinus dengan perpindahan maksimum -1 unit, terjadi interferensi destruktif. Ini digambarkan dalam diagram di bawah ini.

 

Tulisan ini diambi dandiolah dari sumber physicsclassroom.com

  

Momentum dan Impuls

 

Momentum

Momentum adalah kata yang sering kita dengar dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Kita sering mendengar kata bahwa tim olahraga dan kandidat politik memiliki "banyak momentum". Dalam konteks ini, pembicara biasanya bermaksud untuk menyiratkan bahwa tim atau kandidat telah banyak meraih kesuksesan baru-baru ini dan akan sulit bagi lawan untuk melawannya. Atau sebuah tim yang memiliki momentum sedang bergerak dan akan berusaha keras untuk berhenti. Sebuah tim yang memiliki banyak momentum benar-benar sedang bergerak dan akan sulit dihentikan. Momentum adalah istilah fisika; itu mengacu pada kuantitas gerak yang dimiliki suatu benda. Tim olahraga yang sedang bergerak memiliki momentum. Jika sebuah benda bergerak (bergerak) maka ia memiliki momentum.

Momentum dapat didefinisikan sebagai "massa yang bergerak". Semua benda memiliki massa; jadi jika sebuah benda bergerak, maka ia memiliki momentum. Jumlah momentum yang dimiliki suatu benda bergantung pada dua variabel: seberapa banyak benda bergerak dan seberapa cepat benda tersebut bergerak. Momentum bergantung pada variabel massa dan kecepatan. Dalam persamaan, momentum suatu benda sama dengan massa benda dikalikan kecepatan benda.

Momentum = massa • kecepatan

Dalam fisika, simbol momentum kuantitas adalah p kecil. Dengan demikian, persamaan di atas dapat ditulis ulang menjadi

p = m • v

dimana m adalah massa dan v adalah kecepatan. Persamaan tersebut menggambarkan bahwa momentum berbanding lurus dengan massa benda dan berbanding lurus dengan kecepatan benda.

Satuan momentum adalah satuan massa dikalikan satuan kecepatan. Satuan metrik standar momentum adalah kg • m / s.

 

Momentum sebagai Besaran Vektor

Momentum adalah besaran vektor. Sebagaimana dibahas dalam satuan sebelumnya, besaran vektor adalah besaran yang sepenuhnya dijelaskan oleh besaran dan arah. Untuk mendeskripsikan sepenuhnya momentum bola bowling 5 kg yang bergerak ke arah barat dengan kecepatan 2 m / s, Anda harus menyertakan informasi tentang besarnya dan arah bola bowling tersebut. Tidaklah cukup untuk mengatakan bahwa bola memiliki momentum 10 kg • m / s; momentum bola tidak sepenuhnya dijelaskan sampai informasi tentang arahnya diberikan. Arah vektor momentum sama dengan arah kecepatan bola. Pada satuan sebelumnya, dikatakan bahwa arah vektor kecepatan sama dengan arah gerak benda. Jika bola bowling bergerak ke barat, momentumnya dapat dijelaskan sepenuhnya dengan mengatakan bahwa bola tersebut adalah 10 kg • m / s, ke barat. Sebagai besaran vektor, momentum suatu benda sepenuhnya dijelaskan oleh besaran dan arah.

 

Persamaan Momentum sebagai Panduan Berpikir

Dari definisi momentum, terlihat jelas bahwa sebuah benda memiliki momentum yang besar jika massa dan kecepatannya besar. Kedua variabel sama pentingnya dalam menentukan momentum suatu benda. Pertimbangkan truk Mack dan sepatu roda yang bergerak di jalan dengan kecepatan yang sama. Massa yang jauh lebih besar dari truk Mack memberinya momentum yang jauh lebih besar. Namun jika truk Mack sedang diam, maka momentum dari sepatu roda paling kecil akan menjadi yang terbesar. Momentum benda diam adalah 0. Benda diam tidak memiliki momentum - mereka tidak memiliki "massa yang bergerak". Kedua variabel - massa dan kecepatan - penting untuk membandingkan momentum dua benda.

Sebagaimana disebutkan di bagian sebelumnya dari pelajaran ini, momentum adalah istilah yang umum digunakan dalam olahraga. Ketika seorang penyiar olahraga mengatakan bahwa sebuah tim memiliki momentum, itu artinya tim tersebut benar-benar bergerak dan akan sulit dihentikan. Istilah momentum adalah konsep fisika. Objek apa pun dengan momentum akan sulit dihentikan. Untuk menghentikan benda seperti itu, perlu diberikan gaya terhadap gerakannya selama jangka waktu tertentu. Semakin banyak momentum yang dimiliki suatu benda, semakin sulit pula untuk berhenti. Oleh karena itu, diperlukan gaya yang lebih besar atau waktu yang lebih lama atau keduanya untuk menghentikan benda semacam itu. Saat gaya bekerja pada benda selama waktu tertentu, kecepatan benda berubah; dan karenanya, momentum benda berubah.

Konsep dalam paragraf di atas seharusnya tidak tampak seperti informasi abstrak bagi Anda. Anda juga telah mengalami ini berkali-kali saat mengemudi. Saat Anda menghentikan mobil saat mendekati tanda berhenti atau lampu lalu lintas, rem berfungsi untuk memberikan gaya pada mobil selama jangka waktu tertentu untuk mengubah momentum mobil. Sebuah benda dengan momentum dapat berhenti jika ada gaya yang diterapkan padanya selama jangka waktu tertentu.

Gaya yang bekerja selama waktu tertentu akan mengubah momentum benda. Dengan kata lain, gaya yang tidak seimbang selalu mempercepat suatu benda - baik mempercepat atau memperlambatnya. Jika gaya bekerja berlawanan dengan gerakan benda, maka akan memperlambat gerak benda. Jika suatu gaya bekerja searah dengan gerakan benda, gaya tersebut mempercepat gerak benda. Bagaimanapun, gaya akan mengubah kecepatan suatu benda. Dan jika kecepatan benda berubah, maka momentum benda berubah.

 

Impuls

Impulse = Perubahan momentum

 

Salah satu fokus unit ini adalah memahami fisika tabrakan. Fisika tumbukan diatur oleh hukum momentum; dalam tabrakan, sebuah benda mengalami gaya untuk jangka waktu tertentu yang menghasilkan perubahan momentum. Hasil dari gaya yang bekerja selama waktu tertentu adalah massa benda bertambah cepat atau lambat (atau berubah arah). Impuls yang dialami benda sama dengan perubahan momentum benda. Dalam bentuk persamaan, F • t = m • Δ v.

 

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

Hukum kekakalan momentum menyatakan bahwa “jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem, maka momentum total sesaat sebelum sama dengan momentum total sesudah tumbukan”. ketika menggunakan persamaan ini, kita harus memerhatikan arah kecepatan tiap benda.

Contoh Aplikasi Hukum Kekekalan Momentum

Salah satu contoh aplikasi dari hukum kekekalan momentum ROKET. Percepatan roket diperoleh dengan cara yang mirip dengan bagaimana senapan memperoleh percepatan. Percepatan roket berasal dari tolakan gas yang disemburkan roket. Tiap molekul gas dapat dianggap sebagai peluru kecil yang ditembakkan roket. Jika gaya gravitasi diabaikan, maka peristiwa peluncuran roket memenuhi hukum kekekalan momentum. Mula-mula sistem roket diam, sehingga momentumnya nol. Sesudah gas menyembur keluar dari ekor roket, momentum sistem tetap. Artinya momentum sebelum dan sesudah gas keluar sama. Berdasarkan hukum kekekalan momentum, besarnya kelajuan roket tergantung banyaknya bahan bakar yang digunakan dan besar kelajuan semburan gas. Hal inilah yang menyebabkan wahana roket dibuat bertahap banyak

TUMBUKAN

Dalam kehidupan sehari-hari, kita biasa menyaksikan bendabenda saling bertumbukan. Banyak kecelakaan yang terjadi di jalan raya sebagiannya disebabkan karena tabrakan (tumbukan) antara dua kendaraan, baik antara sepeda motor dengan sepeda motor, mobil dengan mobil maupun antara sepeda motor dengan mobil. Demikian juga dengan kereta api atau kendaraan lainnya. Hidup kita tidak terlepas dari adanya tumbukan. Ketika bola sepak ditendang David Beckham, pada saat itu juga terjadi tumbukan antara bola sepak dengan kaki Abang Beckham. Tampa tumbukan, permainan billiard tidak akan pernah ada. Demikian juga dengan permainan kelereng kesukaanmu ketika masih kecil. Masih banyak contoh lainnya yang dapat anda temui dalam kehidupan sehari-hari.

Tumbuhan atau lentingan bisa dikatakan juga sebagai pantulan, karna terjadi pada dua buah benda yang saling berpadu dan memantul akibat dari paduan tersebut.

Jenis-Jenis Tumbukan:

1. Tumbukan lenting sempurna

2. Tumbukan lenting sebagian

3. Tumbukan tidak lenting sama sekali

 

1. Tumbukan lenting sempurna

Tumbukan lenting sempurna tu maksudnya bagaimanakah ? Dua benda dikatakan melakukan Tumbukan lenting sempurna jika Momentum dan Energi Kinetik kedua benda sebelum tumbukan = momentum dan energi kinetik setelah tumbukan. Dengan kata lain, pada tumbukan lenting sempurna berlaku Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik. Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik berlaku pada peristiwa tumbukan lenting sempurna karena total massa dan kecepatan kedua benda sama, baik sebelum maupun setelah tumbukan. Hukum Kekekalan Energi Kinetik berlaku pada Tumbukan lenting sempurna karena selama tumbukan tidak ada energi yang hilang. Untuk memahami konsep ini, coba jawab pertanyaan gurumuda berikut ini. Ketika dua bola billiard atau dua kelereng bertumbukan, apakah anda mendengar bunyi yang diakibatkan oleh tumbukan itu ? atau ketika mobil atau sepeda motor bertabrakan, apakah ada bunyi yang dihasilkan ? pasti ada bunyi dan juga panas yang muncul akibat benturan antara dua benda. Bunyi dan panas ini termasuk energi. Jadi ketika dua benda bertumbukan dan menghasilkan bunyi dan panas, maka ada energi yang hilang selama proses tumbukan tersebut. Sebagian Energi Kinetik berubah menjadi energi panas dan energi bunyi. Dengan kata lain, total energi kinetik sebelum tumbukan tidak sama dengan total energi kinetik setelah tumbukan. Nah, benda-benda yang mengalami Tumbukan Lenting Sempurna tidak menghasilkan bunyi, panas atau bentuk energi lain ketika terjadi tumbukan. Tidak ada Energi Kinetik yang hilang selama proses tumbukan. Dengan demikian, kita bisa mengatakan bahwa pada peritiwa Tumbukan Lenting Sempurna berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik.

2. Tumbukan lenting sebagian

Pada pembahasan sebelumnya, kita telah belajar bahwa pada Tumbukan Lenting Sempurna berlaku Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekakalan Energi Kinetik. Nah, bagaimana dengan tumbukan lenting sebagian ? Pada tumbukan lenting sebagian, Hukum Kekekalan Energi Kinetik tidak berlaku karena ada perubahan energi kinetik terjadi ketika pada saat tumbukan. Perubahan energi kinetik bisa berarti terjadi pengurangan Energi Kinetik atau penambahan energi kinetik. Pengurangan energi kinetik terjadi ketika sebagian energi kinetik awal diubah menjadi energi lain, seperti energi panas, energi bunyi dan energi potensial. Hal ini yang membuat total energi kinetik akhir lebih kecil dari total energi kinetik awal. Kebanyakan tumbukan yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari termasuk dalam jenis ini, di mana total energi kinetik akhir lebih kecil dari total energi kinetik awal. Tumbukan antara kelereng, tabrakan antara dua kendaraan, bola yang dipantulkan ke lantai dan lenting ke udara, dll. Sebaliknya, energi kinetik akhir total juga bisa bertambah setelah terjadi tumbukan. Hal ini terjadi ketika energi potensial (misalnya energi kimia atau nuklir) dilepaskan. Contoh untuk kasus ini adalah peristiwa ledakan.

3. Tumbukan tidak lenting sama sekali

Bagaimana dengan tumbukan tidak lenting sama sekali ? suatu tumbukan dikatakan Tumbukan Tidak Lenting sama sekali apabila dua benda yang bertumbukan bersatu alias saling menempel setelah tumbukan. Salah satu contoh populer dari tumbukan tidak lenting sama sekali adalah pendulum balistik. Pendulum balistik merupakan sebuah alat yang sering digunakan untuk mengukur laju proyektil, seperti peluru. Sebuah balok besar yang terbuat dari kayu atau bahan lainnya digantung seperti pendulum. Setelah itu, sebutir peluru ditembakkan pada balok tersebut dan biasanya peluru tertanam dalam balok. Sebagai akibat dari tumbukan tersebut, peluru dan balok bersama-sama terayun ke atas sampai ketinggian tertentu (ketinggian maksimum).

Gambar di bawah ini menggambarkan berbagai situasi yang melibatkan impuls mirip ledakan yang bekerja di antara dua kereta di jalur gesekan rendah. Massa gerobak berbeda di setiap situasi. Dalam setiap situasi, momentum sistem total dipertahankan karena perubahan momentum satu gerobak sama dan berlawanan dengan perubahan momentum gerobak lainnya.

Tulisan ini diambil dan diolah dari sumber:

https://www.khanacademy.org/

https://www.physicsclassroom.com/

https://physics.info/

https://www.physicsclassroom.com/class/momentum/Lesson-2/Momentum-Conservation-in-Explosions

http://blog.unnes.ac.id/wp-content/uploads/sites/806/2015/11/momentum-dan-impuls.pdf

file:///C:/Users/User/Downloads/Bab%208%20Momentum%20dan%20Impuls.pdf

https://sisfo.itp.ac.id/bahanajar/BahanAjar/Asnal/Fisika/BAB%209%20Tumbukan.pdf

https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/fisika-momentum-kelas-10/