Modul Tiyas 1.docx

MODUL FISIKA BERBASIS DISCOVERY LEARNING

MOMENTUM DAN IMPLUS

Disusun Oleh: Tiyas Sukmarani

Konsultan Ahli:

Validator Ahli:

i Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas nikmat yang telah dikaruniakan kepada penyusun sehingga Modul Fisika “Momentum dan Implus” untuk siswa kelas X SMA dapat terselesaikan sesuai rencana. Pengembangan modul ini merupakan pengembangan penelitian model Design, Develop, Implementation, dan Evaluation (ADDIE). Modul Fisika “Momentum dan Implus” disusun berdasarkan Kurikulum 2013 dengan Kompetensi Inti (KI) dan Kompetensi Dasar (KD) berbasis Discovery Learning yang disajikan secara sistematis, komunikatif, dan integratif. Penerapan modul dapat membantu siswa untuk mendapatkan pembelajaran yang berkualitas dengan mengkondisikan kegiatan pembelajaran lebih terencana secara mandiri, tuntas, dan pencapaian hasil yang maksimal. Setelah mempelajari modul tentang momentum dan implus ini diharapkan siswa dapat memenuhi kebutuhan akan pengetahuan, keterampilan, dan memiliki sikap yang komperhensif dengan pengembangan indikator yang ada. Disamping itu, modul ini diharapkan dapat membantu mengembangkan kemampuan bernalar, dan berpikir kritis, mengembangkan pengalaman, dan membentuk sikap positif terhadap fisika. Penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan modul ini. Penyusun berharap semoga Modul Fisika ini dapat memberikan manfaat untuk meningkatkan kemampuan siswa dalam berpikir kritis dan hasil belajar siswa.

Medan,

Maret 2019

Penulis

i Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .........................................................................................

i

DAFTAR ISI ………………………………..………………………………….. ii BAB I PENDAHULUAN A. Deskripsi Modul .................................................................................

1

B. KI dan KD ....................................................................................

3

C. Peta Konsep .............................................................................................. 4 BAB II PEMBELAJARAN A. KEGIATAN 1 ..............................................................................

6

1. Deskripsi Gambar .................................................................

6

2. Identifikasi Masalah ..............................................................

6

3. Ayo Bereksperimen .................................................................... ...

7

a. Rumusan Masalah ......................................................................... 7 b. Tujuan ................................................................................

7

c. Alat dan Bahan ..................................................................

7

d. Langkah Kerja ................................................................

7

4. Analisis Data ..........................................................................

8

5. Pembuktian .......................................................................

8

6. Kesimpulan ............................................................................

8

7. Pertanyaan Eksperimen ........................................................

9

8. Latihan Soal ........................................................................

10

B. KEGIATAN 2 .........................................................................

12

1. Deskripsi Gambar ............................................................

12

2. Identifikasi Masalah ...........................................................

12

3. Ayo Bereksperimen ......................................................................... 13 a. Rumusan Masalah ...................................................................... 13 b. Tujuan .............................................................................

13

c. Alat dan Bahan ...................................................................

13

d. Langkah Kerja .................................................................

13

4. Analisis Data .....................................................................

Untuk SMA Kelas X Semester 2

14

MOMENTUM DAN IMPLUS

5. Pembuktian .............................................................................

14

6. Kesimpulan ..........................................................................

14

7. Pertanyaan Eksperimen ..................................................

15

8. Latihan Soal

15

................................................................

C. KEGIATAN 3 ...........................................................................

18

1. Deskripsi Gambar ..................................................................

18

2. Identifikasi Masalah .............................................................

18

3. Ayo Bereksperimen ...................................................................

19

a. Rumusan Masalah ...................................................................... 19 b. Tujuan ...............................................................................

19

c. Alat dan Bahan ..................................................................

19

d. Langkah Kerja ..................................................................

19

4. Analisis Data ........................................................................

20

5. Pembuktian .........................................................................

20

6. Kesimpulan ..........................................................................

20

7. Pertanyaan Eksperimen ........................................................

21

8. Latihan Soal .......................................................................

22

D. KEGIATAN 4 ...........................................................................

24

1.

Deskripsi Gambar ........................................................

24

2.

Identifikasi Masalah .........................................................

24

3.

Ayo Bereksperimen ....................................................................

25

a. Rumusan Masalah ....................................................................... 25 b. Tujuan ......................................................................................... 25 c.

Alat dan Bahan ........................................................................... 25

d. Langkah Kerja ............................................................................ 25 4.

Analisis Data ..................................................................

26

5.

Pembuktian .......................................................................

26

6.

Kesimpulan ........................................................................

26

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

7.

Pertanyaan Eksperimen ...................................................

27

8.

Latihan Soal .....................................................................

27

E. KAJIAN TEORI .........................................................................

29

BAB III PENUTUP EVALUASI ..............................................................................

40

GLOSARIUM ...........................................................................

49

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................

50

KUNCI JAWABAN ...................................................................

51

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

DESKRIPSI MODUL

Tahap Discovery Learning Kegiatan

Berpikir Kritis

Stimulation

Mencermati narasi

Mengaitkan ilustrasi

(Stimulasi/Pemberian

atau gambar yang

dan narasi dari gambar

Rangsang)

disajikan guru

dengan kehidupan seharihari

Problem Statement

Melakukan identifikasi Menelaah mencari ide

(Pernyataan/Identifikasi

masalah

permasalahan

Masalah)

berdasarkan ilustrasi dan narasi yang disajikan

Data Collection

Melakukan

(Pengumpulan Data)

pengumpulan

Mengumpulkan

data

data melalui eksperimen

melalui eksperimen Data

Processing Melakukan

(Pengolahan Data)

analisis Menganalisis

data yang ada

percobaan

yang

data telah

didapatkan Verification (Pembuktian)

Melakukan

Membuktikan

suatu

pembuktian

hasil permasalahan

dengan

eksperimen

dengan dasar info dan fakta yang

teori yang ada

telah diperoleh

Generalization

Menuliskan

(Menarik Kesimpulan/

pandangan

Generalisasi)

(kesimpulan/ gagasan siswa)

tentang

uraian Menyimpulkan percobaan sesuai tujuan eksperimen

data

yang telah diperoleh

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KOMPETENSI DASAR DAN INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI

KOMPETENSI DASAR

INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI 3.10.1 Menjelaskan konsep momentum dan impuls

3.10 Menerapkan konsep momentum dan impuls, serta 3.10.2 Memformulasikan konsep implus dan momentum serta keterkaitan hukum kekekalan momentum dalam kehidupan seharihari

antara keduanya 3.10.3 Merumuskan hukum kekekalan momentum untuk sistem tanpa gaya

4.10 Menyajikan hasil pengujian penerapan hukum

luar

kekekalan momentum, misalnya bola jatuh bebas ke 3.10.4 Menerapkan prinsip kekekalan momentum untuk menyelesaikan lantai dan roket sederhana

masalah yang menyangkut interaksi melalui gaya-gaya internal 3.10.5 Mengintegrasikan hukum kekekalan energi dan kekekalan momentum untuk berbagai peristiwa tumbukan 4.10.1

Untuk SMA Kelas X Semester 2

Mempresentasikan peristiwa bola jatuh bebas

MOMENTUM DAN IMPLUS

PETUNJUK

Modul dikerjakan secara berkelompok yang terdiri dari 4 orang Metode eksperimen yang dilakukan oleh siswa

TUJUAN

Siswa dapat menganalis berbagai peristiwa tumbukan dalam kehidupan sehari-hari dengan menerapkan hukum kekekalan momentum Siswa dapat menemukan peristiwa implus dengan menerapkan perubahan momentum Siswa dapat menentukan koefisien restitusi dengan menerapkan hukum kekekalan energi kinetik

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

PETA KONSEP

Gaya

Implus

MOMENTUM DAN IMPLUS

Tumbukan

Lenting Sempurna

e=1

Hukum Kekekalan Energi Kinetik Untuk SMA Kelas X Semester 2

Lenting Sebagian

0<e<1

Hukum Kekekalan Momentum

Tidak Lenting Sama Sekali

e=0

MOMENTUM DAN IMPLUS

KEGIATAN 1

Amatilah gambar berikut ini?

Tumbukan lenting

Tumbukan tidak lenting

Gambar 1.1 Percobaan Menentukan tumbukan lenting dan tidak lenting

Deskripsi Gambar

Tumbukan elastik (lenting sempurna) terjadi apabila setelah terjadinya tumbukan, kedua benda bergerak dengan kecepatan yang berbeda dengan kecepatan awal dan berlaku kekekalan energi kinetik dan Hukum kekekalan momentum. Tumbukan tak elastik (tidak lenting) terjadi apabila energi kinetik total sebelum tumbukan tidak sama dengan energi kinetik total setelah tumbukan, Apakah kedua tumbukan sama-menggunakan hukum kekekalan momentum?

Identifikasi Masalah Berdasarkan cerita materi di atas, apa identifikasi masalahnya? Hipotesis Kalian :

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Ayo Bereksperimen!

Rumusan Masalah : 1. Membuktikan hukum konversi energi 2. Mengetahui konsep momentum 3. Menentukan tumbukan elastis dan tak elastis 4. Mengatahui penerapan konsep hukum kekekalan momentum dalam kehidupan sehari-hari Tujuan : 1. Siswa dapat membuktikan hukum konversi energi 2. Siswa mengetahui konsep momentum 3. Siswa menentukan tumbukan elastis dan tak elastis 4. Siswa mengetahui penerapan konsep hukum kekekalan momentum dalam kehidupan sehari-hari Alat dan Bahan : No.

Gambar

Nama Alat/Bahan

Jumlah

1.

Rel Udara

1 buah

2.

Peniup

1 buah

3.

Kereta (Glider) 100 gr

2 buah

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

4.

Kereta (Glider) 200 gr

5.

Pewaktu Cacah

2 buah

1 buah

(Timer counter)

6.

Gerbang Cahaya

2 buah

Langkah Kerja : 1. Persiapkan semua alat dan bahan. 2. Kemudian letakkan kereta (glider) pada lintasan air track. 3. Nyalakan digital counter dan setting untuk mengukuran waktu ∆t. 4. Nyalakan blower sehingga gerak troli menjadi bebas. 5. Untuk percobaan pertama, catatlah waktu yang terekan pada timer counter pada kondisi kedua benda sama-sama bergerak. 6. Lakukan percobaan kedua catatlah waktu yang terekan pada counter pada kondisi salah satu benda diam di tengah lintasan benda lain bergerak. 7. Lakukan pengukuran dengan perbandingan massa benda yang berbeda. 8. Lakukan pengambilan data masing-masing sebanyak 3 kali.

Mengumpulkan data melalui data collection Berdasarkan data yang ada buatlah table apakah proses percobaan berhasil jelaskan pengamatan yang telah dilakukan ?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Mengasosiasi/Menalar melalui data processing dan Generalization Jawablah pertanyaan di bawah ini setelah melakukan percobaan sesuai dengan teori singkat! 1. Apakah terbukti adanya hukum konservasi energi? 2. Apakah dapat terlihat adanya tumbukan yang tergolong elastis dan tak elastis dari energi kinetiknya?

Mengkomunikasikan melalui verifikasi Analisis Data

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Pembuktian Berdasarkan data yang telah dianalisis bagaimana kesesuaikan data tersebut terhadap teori yang ada ? Mengapa demikian !

Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan, apa yang dapat kalian simpulkan ?

Pertanyaan Eksperimen

1. Hitunglah kecepatan masing-masing troli sebelum dan sesudah tumbukan! 2. Hitunglah momentum masing-masing troli sebelum dan sesudah tumbukan! 3. Hitunglah energi kinetik masing-masing troli sebelum dan sesudah tumbukan!

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Latihan Soal 1. Bandingkan total momentum yang terjadi sebelum dan sesudah tumbukan! 2. Tuliskan dan jelaskan contoh penerapan momentum atau tumbukan dalam kehidupan sehari-hari!

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KEGIATAN 2

Amatilah gambar berikut ini?

Penggaris

h h’

Lantai

Gambar 2.1 Percobaan Penentuan kecepatan sesudah dan sebelum tumbukan

Deskripsi Gambar

Bola di jatuhkan dari ketinggian 20 cm, bola mengenai lantai dan terpental dengan ketinggian ℎ2 , dimana selalu ℎ2 < ℎ1 . Tentukan kecepatan bola sesaat sebelum dan sesudah tumbukan, 𝑣1 ?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Identifikasi Masalah Berdasarkan cerita materi di atas, apa identifikasi masalahnya? Hipotesis Kalian :

Ayo Bereksperimen!

Rumusan Masalah : Menganalisis hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi pada tumbukan lenting sempurna, lenting sebagian dan tak lenting. Tujuan : Siswa dapat menganalisis hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi pada tumbukan lenting sempurna, lenting sebagian dan tak lenting. Alat dan Bahan : 1. Bola tenis

1 buah

2. Mistar

1 buah

3. Stopwatch

1 buah

Langkah Kerja : 1. Peganglah bila tenis setinggi 20 cm di ukur dengan mistar. 2. Jatuhkan bola tersebut bersamaan dengan menyalanya stopwatch. 3. Lihatlah seberapa cepat pemantulan itu terjadi dan berapa kali memantul.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Mengumpulkan data melalui data collection Berdasarkan data yang ada buatlah sebuah table yang menggambarkan hasil pengukuran dan pengamatan yang telah dilakukan ?

Mengasosiasi/Menalar melalui data processing dan Generalization Jawablah pertanyaan di bawah ini setelah melakukan percobaan sesuai dengan teori singkat! Gunakan persamaan koefisien restitusi (e) untuk membuktikan bahwa koefisien restitusi untuk tumbukan antara bola tenis jatuh bebas dan lantai dinyatakan

oleh :

Mengkomunikasikan melalui verifikasi Analisis Data

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Pembuktian Berdasarkan data yang telah dianalisis bagaimana kesesuaikan data tersebut terhadap teori yang ada ? Mengapa demikian !

Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan, apa yang dapat kalian simpulkan ?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Pertanyaan Eksperimen

1. Tentukan kecepatan bola sesaat sebelum tumbukan .,, 2. Tentukan kecepatan bola sesaat sesudah tumbukan… 3. Apakah terbukti bahwa persamaan koefisien restitusi (e) yang digunakan ialah ℎ′

persamaan 𝑒 = √ ℎ …

Latihan Soal 1. Sebuah batu 2 kg bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Hitunglah gaya F yang dapat menghentikan batu itu dalam waktu 7.10-4 detik. 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. 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 !

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KEGIATAN 3

Amatilah gambar berikut ini?

Gambar 3.1 Percobaan Penentuan kekekalan momentum pada roket air

Deskripsi Gambar

Roket merupakan salah satu aplikasi dari pengetahuan manusia tentang momentum. Misalnya massa roket adalah M. Mulamula, ketika roket diam (misalnya dalam arah vertical), momentum total sama dengan nol. Setelah bahan bakar disemprotkan keluarm sejumlah bahan bakar sebanyak m terbuang dengan kecepatan v. dengan demikian muncul momentum bakar mv kearah bawah. Karena momentum harus konstan, apakah harus ada momentum roket yang berlawanan arah dengan arah momentum bahan bakar?

Identifikasi Masalah Berdasarkan cerita materi di atas, apa identifikasi masalahnya? Hipotesis Kalian :

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Ayo Bereksperimen!

Rumusan Masalah : Menerapkan hukum kekekalan momentum pada pembuatan roker air. Tujuan : Siswa dapat membuat roket air untuk menentukan hukum kekekalan momentum. Alat dan Bahan : 1.

Pipa Paralon

2 meter

2.

Botol minum bekas

2 buah

3.

Air

secukupnya

4.

Kertas karton

secukupnya

5.

Isolasi dan isolasi dua sisi (doubletape)

secukupnya

6.

Gunting

1 buah

7.

Pompa sepeda

1 buah

8.

Katub lubang udara ban sepeda

1 buah

9.

Penyambung pipa bentuk T

3 buah

10. Penyambung pipa bentuk L

6 buah

11. Lem kambing

1 buah

12. Kelereng

secukupnya

13. Kabel teasch

secukupnya

14. Selang kecil

secukupnya

Langkah Kerja : 1. Potong kertas karton dengan bentuk sayap berjumlah 4 buah. 2. Memotong kedua botol aqua bagian bawah ± ¼ bagian dari botol. 3. Menghubungkan kedua potongan botol tersebut dengan lem kambing kemudian ditutup dengan isolasi. 4. Menempelkan sayap pada badan roket bagian bawah dengan isolasi.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

5. Melubangi tutup botol untuk memasang pemberat kelereng. 6. Roket telah selesai dibuat. Proses Peluncuran: 7. Potong papan pipa berukuran 30 cm sebanyak 3 buah dan nerukuran 15 cm sebanyak 3 buah juga. 8. Bentuklah pipa menyerupai portable dengan menggunakan penyambung pipa bentuk L dan bentuk T. 9. Letakkan

pentil

dibawah

bagian

pipa

dengan

direkatkan

menggunakan isolatip. 10. Letakkan selang di pentil dan sambungkan dengan peluncur portable. 11. Lalu bakar bagian tengah pipa yang akan dimasukkan ke dalam botol saat peluncuran. 12. Buatlaj pengunci dengan 8 buah kabel teasch disusun lurus dan di lem dengan isolatip bagian atas dan bawah. 13. Letakkan pengunci tempat pipa yang dinakar tadi menggunakan kabel teasch yang telah dirangkai dan rekatkan dengan kabel teasch yang lain. 14. Isilah roket dergan air yang tidak begitu banyak. 15. Masukkan roket kedalam pipa. 16. Kuncilah roket dengan pengunci. 17. Pompa roket dan lepaskan penguncinya. 18. Roket siap meluncur.

Mengumpulkan data melalui data collection Berdasarkan data yang ada buatlah table apakah proses peluncuran roket berhasil jelaskan pengamatan yang telah dilakukan ?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Mengasosiasi/Menalar melalui data processing dan Generalization Jawablah pertanyaan di bawah ini setelah melakukan percobaan sesuai dengan teori singkat! 1. Apa yang menyebabkan roket terbang? 2. Hukum newton berapa yang terdapat pada penjelasan roket? 3. Apa peran air dalam roket tersebut?

Mengkomunikasikan melalui verifikasi Analisis Data

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Pembuktian Berdasarkan data yang telah dianalisis bagaimana kesesuaikan data tersebut terhadap teori yang ada ? Mengapa demikian !

Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan, apa yang dapat kalian simpulkan ?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Pertanyaan Eksperimen

1. Faktkor-faktor yang menyebabkan roket terbang ke atas? 2. Gaya apa yang bekerja pada roket saat terbang? 3. Mengapa tekanan dapat menciptakan dorongan? 4. Mengapa roket memerlukan pemberat?

Latihan Soal 1. Seorang anak menendang sebongkah batu bermassa 1 kg dan bersentuhan selama 0,001 suntuk mempercepat batu dari keadaan diam

m/s dan

m/s. Gaya impulsive yang dikerjakan batu pada kaki anak adalah... 2. Jika roket dengan massa 4 × 104 𝑘𝑔 yang awalnya diam kemudian bergerak menyemburkan dengan kecepatan 103 m. 𝑠 −1 dari pembakaran 2000 kg bahan bakar. Tentukan kelajuan roket.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KEGIATAN 4

Amatilah gambar berikut ini?

Gambar 4.1 Percobaan Perinsip Kerja Roket

Deskripsi Gambar Balon yang diisi udara akan memiliki massa yang besar saat udara dilepaskan. Perubahan momentum balon yang terjadi setiap satuan waktu terjadi karena perubahan massa dari udara yang ada didalamnya. Apakah prinsip kerja balon sama dengan prinsip kerja roket dan bahan bakar apa yang digunakan oleh balon tersebut?

Identifikasi Masalah Berdasarkan cerita materi di atas, apa identifikasi masalahnya? Hipotesis Kalian :

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Ayo Bereksperimen!

Rumusan Masalah : Menentukan prinsip kerja roket. Tujuan : Siswa dapat menentukan prinsip kerja roket. Alat dan Bahan : 1. Balon

3 buah

2. Sedotan

3 buah

3. Tali

secukupnya

4. Isolasi

secukupnya

5. Gunting

1 buah

Langkah Kerja : 1. Tiuplah balon sampai diperoleh ukuran yang cukup besar. 2. Ikat ujung balon dengan tali agar tidak kempes. 3. Potonglah sedotan kurang lebih 4 cm. 4. Dengan solasi tempelkan sedotan tersebut pada balon. 5. Masukkan benang panjang (kira-kira 5 meter) melalui sedotan, dan rentangkan secara horizontal, mintalah temanmu untuk membantu merentangkannya. 6. Bukalah tali yang mengikat ujung balon sehingga balon meluncur sepanjang tali. Ukur jarak tempuh balon. 7. Ulangi percobaan tersebut di atas 3 kali, dengan mengubah ukuran balon serta variablel lain yang mungkin diperoleh jarak tempuh yang terjauh.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Mengumpulkan data melalui data collection Berdasarkan data yang ada buatlah sebuah tabel yang menggambarkan hasil pengukuran dan pengamatan yang telah dilakukan ?

Mengasosiasi/Menalar melalui data processing dan Generalization Jawablah pertanyaan di bawah ini setelah melakukan percobaan sesuai dengan teori singkat! Berapa kecepatan balon yang bermassa 100 gr ketika sampai pada titik terjauh tali?

Mengkomunikasikan melalui verifikasi Analisis Data

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Pembuktian Analisis Data Berdasarkan data yang telah dianalisis bagaimana kesesuaikan data tersebut

terhadap teori yang ada ? Mengapa demikian !

Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan, apa yang dapat kalian simpulkan ?

Pertanyaan Eksperimen

1. Apalah prinsip kerja balon sama dengan prinsip kerja roket? 2. Jelaskan mengapa jarak balon lebih jauh ketika ukuran balon lebih besar dari pada saat balon lebih kecil?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Latihan Soal

1. Perhatikan gambar di bawah ini:

Peluru bermassa 100 gram dengan kelajuan 200 m/s menumbuk balok bermassa 1900 gram yang diam dan bersarang di dalamnya. Berapakah kelajuan balok dan peluru di dalamnya? 2. Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 10 m/s bertumbukan dengan benda lain bermassa 6 kg yang bergerak dengan arah yang sama dengan kelajuan 2 m/s seperti ditunjukkan pada gambar tumbukan lenting sebagian di bawah ini 4 kg

6 kg 10 m/s

2 m/s

Sebelum tumbukan

4 kg

6 kg v1’

8 m/s

setelah tumbukan

Setelah tumbukan, benda bermassa 6 kg bergerak dengan kelajuan 8 m/s. Tentukanlah: a. kecepatan benda bermassa 4 kg setelah tumbukan b. perubahan energi kinetik

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KEGIATAN 5

Amatilah gambar berikut ini?

Gambar 5.1 Percobaan menentukan bahwa energi kinetik itu kekal pada momentum

Deskripsi Gambar

Tumbukan merupakan hasil dari gaya interaktif dari dua buah benda yang bergerak searah atau berlawanan arah, gejala yang dapat menjelaskan konsep momentum dan impuls. Bagaimana membedakan tumbukan elastis dan tumbukan inelastis?

Identifikasi Masalah Berdasarkan cerita materi di atas, apa identifikasi masalahnya? Hipotesis Kalian :

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Ayo Bereksperimen!

Rumusan Masalah : 1. Membuktikan bahwa energi kinetik itu kekal pada tumbukan 2. Untuk membedakan tumbukan elastis dan tumbukan inelastis Tujuan : 1. Siswa mampu membuktikan bahwa energy kinetic itu kekal pada tumbukan 2. Siswa dapat membedakan tumbukan elastis dan tumbukan inelastis Alat dan Bahan : 1. Gerbang cahaya

2 meter

2. Penghalang cahaya

2 buah

3. Kereta

2 buah

4. Timer counter

1 buah

5. Velco

2 buah

6. Rel kereta

2 buah

7. Massa benda

3 buah

8. Per

2 buah

Langkah Kerja : 1) Tumbukan Elastis: 1. Rangkailah alat dengan 2 buah per, 2 buah gerbang cahaya, 2 buah penghalang cahaya yang kecil, 2 buah kereta, dan nyalakan timer counter. 2. Timbanglah kereta dengan pernya yang sudah terpasang. 3. Lalu letakan kereta 2 di Antara gerbang cahaya dan kereta 1 ujung rel. 4. Jalankan kereta 1 kearah kereta 2 supaya terjadi tumbukan. 5. Melubangi tutup botol untuk memasang pemberat kelereng. 6. Lakukan percobaan ini sebanyak 2 kali dengan variasi kecepatan. 7. Catatlah masing-masing waktu yang tertera di timer counter.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

2) Tumbukan Non Elastis: 1. Rangkai seperti percobaan pertama, hanya ganti per dengan velcro 2. Timbang masing-masing kereta dengan velco. 3. Lalu lakukanlah tumbukan tidak lenting sama sekali. 4. Lakukan sebanyak 2 kali percobaan dengan 5 variasi kecepatan. 5. Kemudian catatlah data yang tertera di timer counter. 3) Tumbukan Elastis, Massa Berbeda (m1): 1. Rangkailah alat seperti percobaan 1, dan tambahkan beban pada kereta. 2. Lakukanlah percobaan kereta ini di kereta 1 sebanyak 2 kali dengan variasi beban di kereta. 3. Kemudian catatlah data yang tertera di timer counter. 4) Tumbukan Elastis, Massa Berbeda (m2): 1. Rangkailah alat seperti percobaan 1, dan tambahkan beban pada kereta, 2. Lakukanlah percobaan kereta ini di kereta 2 sebanyak 2 kali dengan bermacam variasi beban di kereta. 3. Catatlah hasil data waktu yang tertera di timer counter. 5) Tumbukan Tanpa Kontak (Magnet): 1. Rangkailah alat seperti percobaan pertama, tapi ganti per dengan magnet di masing-masing kereta, 2. Timbang berat magnet di neraca 4 lengan. 3. Pasang magnet ke kereta dengan magnet yang sama atau kereta 1 dengan kutub utara begitu pula dengan kereta 2 dengan kutub utara pula. 4. Letakan kereta 2 di Antara gerbang cahaya. 5. Lalu jalankan kereta 1 kesrsh kereta 2 sehingga menimbulkan tolak menolah 6. Lakukan percobaan sebanyak 2 kali dengan variasi kecepatan. 7. Catatlah waktu yang muncul ri timer counter. 6) Tumbukan Interaksi Magnet: 1. Rangkailah alat seperti percobaan kelima, tapi tambahkan turnit di bawah rel kereta. 2. Lalu letakkan kereta 1 tengah rel kereta 2 di ujung rel kereta dengan keadaan diam, kemudian miringkan rel kereta oleh tumit.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

3. Kemudian lepaskan kereta 1 sehingga magnet akan berdekatan dan terjadi tolak menolak. 4. Hitunglah jarak terdekat Antara kereta. 5. Lakukan percobaan ini sebanyak 2 kali dengan variasi tinggi rel kereta. 7) Tumbukan Energi Potensial: 1. Lakukan percobaan ini sama seperti sebelumnya, tetapi bedanya adalah kereta 1 berada di tengah rel kereta dan kereta 2 berada di ujung rel kereta. 2. Kemudian lepaskan kereta 1 dan terjadi tolak menolak 3. Hitunglah jarak terdekat antar kereta. 4. Lakukab percobaan ini sebanyak 2 kali dengan variasi berbeda tinggi rel kereta.

Mengumpulkan data melalui data collection Berdasarkan data yang ada buatlah table apakah proses peluncuran roket berhasil jelaskan pengamatan yang telah dilakukan ?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Mengasosiasi/Menalar melalui data processing dan Generalization Jawablah pertanyaan di bawah ini setelah melakukan percobaan sesuai dengan teori singkat! 1. Apakah energi kinetik kekal terhadap tumbukan? 2. Apakah sama letak tumbukan elastis dengan tumbukan inelastic?

Mengkomunikasikan melalui verifikasi Analisis Data

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Pembuktian Berdasarkan data yang telah dianalisis bagaimana kesesuaikan data tersebut terhadap teori yang ada ? Mengapa demikian !

Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan, apa yang dapat kalian simpulkan ?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Pertanyaan Eksperimen

1. Apakah terbukti jika energi kinetik kekal terhadap tumbukan, jelaskan? 2. Apakah ada perbedaan waktu pada percobaan ke 5 dan ke 6?

Latihan Soal 1. Dua orang gadis (m1 dan m2) berada di atas sepatu roda dan dalam keadaan diam, saling berdekatan dan berhadapan muka. Gadis 1 mendorong tepat pada gadis 2 dan menjatuhkannya dengan kecepatan v2. Misalkan gadis-gadis itu bergerak bebas di atas sepatu roda mereka, dengan kecepatan berapakah gadis 1 bergerak? 2. Sebuah gerbong kereta api 15.000 kg yang berjalan dengan kecepatan 16 m/s menumbuk gerbang serupa lain yang sedang berhenti. Jika kedua gerbong tersebut tersambung akibat dari tumbukan, tentukan; a. Kecepatan sambungan kereta tersebut? b. Berapa energi kinetik awal yang hilang? 3. Dua bilyar mA dan mB yang masanya sama, mA bergerak dengan kecepatan awal v bertumbukan dari arah depan dengan bola mB yang diam. Berapakah kecepatan kedua bola setelah tumbukan, dengan menganggap tumbukan tersebut lenting?.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KEGIATAN 6

Amatilah gambar berikut ini?

Gambar 6.1 Percobaan tumbukan tidak lenting sama sekali

Deskripsi Gambar Dua buah bola saling bertumbukan, kedua bola saling menempel (bergabung menjadi satu) dan bergerak dengan kecepatan yang sama maka persamaan hukum kekekalan momentumnya ialah? Bagaimana dengan persamaan percepatan kekekalan momentum?

Identifikasi Masalah Berdasarkan cerita materi di atas, apa identifikasi masalahnya? Hipotesis Kalian :

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Ayo Bereksperimen!

Rumusan Masalah : Menentukan hukum momentum yang terdapat dalam tumbukan tidak lenting sama sekali Tujuan : Siswa dapat menyelidiki hukum kekekalan momentum dalam tumbukan tidak lenting sama sekali. Alat dan Bahan : 1. Ticker timer

1 buah

2. Sebuah mobil mainan

1 buah

3. Sebuah landasan licin dan plastisin

1 buah

4. Pita ketik dan kertas karbon

secukumpnya

5. Balok mainan

3 buah

Langkah Kerja : 1. Ukur massa mobil mainan, troli, dan masing-masing beban. Catatlah hasilnya. 2. Tempelkan pita ketikpada bagian belakang mobil mainan pita ketik ini harus melewati bagian bawah pita karbon agar dapat tercetak. Letakkan mobil pada jarak 1 meter di depan troli. 3. Tarik mobil mainan semaksimal mungkin dan lepaskan biarkan menabrak troli di depannya. 4. Matikan ticker timer setelah 3 sekon bertumbukan. Simpan pita ketik sebagai pita 1. 5. Tandai bagian sebelum tumbukan dan sesudah tumbukan. 6. Tambahkan beban pada troli, kemudian ulangi langkah 3 sampai 5. 7. Dengan memanfaatkan pita ketik yang telah didapatm hitunglah dan catat kecepatan sebelum dan sesudah bertumbukan.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Mengumpulkan data melalui data collection Berdasarkan data yang ada buatlah sebuah table yang menggambarkan hasil pengukuran dan pengamatan yang telah dilakukan ?

Mengasosiasi/Menalar melalui data processing dan Generalization Jawablah pertanyaan di bawah ini setelah melakukan percobaan sesuai dengan teori singkat! Apakah momentum terbukti kekal dalam peristiwa tersebut?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Mengkomunikasikan melalui verifikasi Analisis Data

1. Buktikan bahwa kecepatan awal dalam kegiatan dipenuhi oleh persamaan berikut: 𝑣′ =

𝑚𝑚𝑜𝑏𝑖𝑙 𝑚𝑚𝑜𝑏𝑖𝑙 + 𝑚𝑡𝑟𝑜𝑙𝑖

Dengan v = kecepatan mobil mainan mula-mula, 𝑣 ′ = kecepatan akhir system. 2. Dengan persamaan tersebut, tentukan kecepatan akhir sistem sebelum dan sesudah diberi troli. 3. Selanjutnya, bandingkan dengan hasil pengukuran. Berapa persen perbedaan antara hasil perhitungan dan pengukuran ? Berikan penjelasan mengapa terjadi perbedaan ini.

Pembuktian Berdasarkan data yang telah dianalisis bagaimana kesesuaikan data tersebut terhadap teori yang ada ? Mengapa demikian !

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan, apa yang dapat kalian simpulkan ?

Pertanyaan Eksperimen

1. Sebutkan jenis-jenis tumbukan yang terjadi dari mobil mainan! 2. Apakah tumbukan yang terjadi saat troli di beri beban besar sama dengan troli yang memiliki beban lebih kecil, jelaskan!

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Latihan Soal 1. Suatu benda bermassa 1 kg bergerak dengan kelajuan 2 m/s kearah kanan. Benda tersebut menumbuk benda lain bermassa 0,5 kg yang bergerak dengan kelajuan 2 m/s kearah kiri. Setelah bertumbukan, kedua benda saling terpental. Tentukanlah kelajuan benda kedua benda setelah tumbukan! 2. Ali melemparkan sebuah bola dengan massa 0,5 kg ke sebuah dinding yang terletak di hadapan sebelah kirinya dengan kecepatan 30 m/s dan setelah menumbuk dinding, bola memantul dengan kecepatan 20 m/s. Tentukanlah: a. Momentum bola sebelum menumbuk dinding b. Momentum bola setelah menumbuk dinding c. Perubahan momentum bola d. Impuls dari gaya total pada bola selama tumbukan dengan dinding 3. Dua buah benda bergerak saling mendekat (massa benda pertama adalah 0,5 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 2 m/s sedangkan benda kedua bermassa 0,3 kg bergerak ke kiri dengan kelajuan 2 m/s). Setelah berbenturan, kedua benda tersebut saling terpental. Tentukanlah kecepatan benda pertama dan kedua setelah tumbukan.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KEGIATAN 7

Amatilah gambar berikut ini?

Penggaris

h

h’

Lantai

Gambar 5.1 Percobaan Penentuan Koefisien Restitusi

Deskripsi Gambar Bola di jatuhkan dari ketinggian 30 cm kemudian bola akan memantul beberapa kali dengan ketinggian yang berbeda-beda. Berapa tinggi bola saat pemantulan pertama hingga pemantulan ketiga ?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Identifikasi Masalah Berdasarkan cerita materi di atas, apa identifikasi masalahnya? Hipotesis Kalian :

Ayo Bereksperimen!

Rumusan Masalah : Menentukan koefisien restitusi melalui percobaan bola jatuh bebas ke lantai. Tujuan : Siswa dapat menentukan koefisien restitusi pada percobaan ola jatuh bebas. Alat dan Bahan : 1. Bola kasti 2. Bola tenis meja 3. Penggaris

Langkah Kerja : 1. Menjatuhkan bola kasti pada ketinggian ( ℎ1 ) 20 cm. 2. Mengukur ketinggian maksimum yang dicapai saat pemantulan pertama ( ℎ2 ) 3. Mengulangi langkah 1 dan 2 untuk ketinggian (40, 50, 60, dan 80) cm. 4. Mengulangi kembali langkah 1-3 menggunakan bola tenis meja.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Mengumpulkan data melalui data collection

Berdasarkan data yang ada buatlah sebuah table yang menggambarkan hasil pengukuran dan pengamatan yang telah dilakukan ?

Mengasosiasi/Menalar melalui data processing dan Generalization Jawablah pertanyaan di bawah ini setelah melakukan percobaan sesuai dengan teori singkat! Menghitung koefisien restitusi (e) dari perbandingan – (selisih kecepatan bola 2 dengan 1 setelah tumbukan dan selisih kecepatan bola 1 dengan bola 2 sebelum tumbukan).

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Mengkomunikasikan melalui verifikasi Analisis Data

Pembuktian Analisis Data

Berdasarkan data yang telah dianalisis bagaimana kesesuaikan data tersebut terhadap teori yang ada ? Mengapa demikian !

Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan, apa yang dapat kalian simpulkan ?

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Pertanyaan Eksperimen

1. Sebutkan jenis-jenis tumbukan yang terjadi dari bola kasti dan tenis meja! 2. Jelaskan mengapa anda menggunakan persamaan tersebut dalam proses analisis data? 3. Apakah ketinggian ( ℎ2 ) dari bola kasti dan bola tenis meja sama dengan ( ℎ1 ) saat diluncurkan? Berikan alasannya!

Latihan Soal

1. Sebuah peluru bermassa 10 gr ditembakkan dengan kecepatan v ke suatu balok yang terbuat dari kayu dengan massa 2 kg yang digantungkan pada seutas tali. Setelah terjadinya tembakan tersebut, peluru bersarang di balok tersebut dan kemudian balok-peluru terayun ke atas sampai ketinggian maksimum 3 cm. Tentukanlah: a. Kecepatan awal peluru b. Kecepatan balok-peluru setelah tembakan c. Energi kinetik peluru ketika ditembakkan

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

d. Energi kinetik balok-peluru sesaat setelah peluru bersarang di balok e. Energi yang dipergunakan peluru untuk bersarang di kotak termasuk energi yang diubah menjadi energi panas 2. Sebuah bola bilyar dengan massa 0,2 kg bergerak dengan kelajuan 1 m/s bertumbukan dengan bola bilyar lain yang mempunyai massa sama dan sedang diam. Tentukanlah: a. Kelajuan kedua bola bilyar setelah terjadinya tumbukan dengan menganggap tumbukan yang terjadi adalah tumbukan lenting sempurna. b. Perubahan energi kinetiknya

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KAJIAN TEORI

Momentum dan Impuls dalam pemebahasan fisika adalah sebagai satu kesatuan karena Momentum dan Impuls dua besaran yang setara. Dua besaran dikatakan setara seperti Momentum dan Impuls bila memiliki satuan Sistem Internasional (SI) sama atau juga dimensi sama seperti yang sudah dibahas dalam besaran dan satuan. A. Momentum B. Implus

Momentum dan Impuls C. Hubungan Momentum dan Implus D. Hukum Kekekalan Momentum E. Tumbukan

2.7.1 .

MOMENTUM

1. Pengertian Momentum Momentum merupakan sebagai ukuran kesungkaran sesuatu benda di gerakan maupun di berhentikan. momentum sering disebut sebagai jumlah gerak. Momentum suatu benda yang bergerak didefinisikan sebagai hasil perkalian antara massa dengan kecepatan benda. Secara matematis dirumuskan: P=m.v

Keterangan :

-

p : momentum (kg m/s)

-

m : massa benda (kg)

-

v : kecepatan benda (m/s)

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Jika kita perhatikan persamaan di atas maka kita dapat menentukan jenis besaran momentum. Massa m merupakan besaran skalar dan kecepatan v adalah besaran vektor, berarti momentum merupakan besaran vektor. Dimana arah p searah dengan arah vektor kecepatan (v). Jadi momentum adalah besaran yang dimiliki oleh sebuah benda atau partikel yang bergerak. 2.7.2 .

IMPULS

2. Pengertian Impuls Impuls adalah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu hanya sesaat. Atau Impuls adalah peristiwa bekerjanya gaya dalam waktu yang sangat singkat. Contoh dari kejadian impuls adalah: peristiwa seperti bola ditendang, bola tenis dipukul karena pada saat tendangan dan pukkulan, gaya yang bekerja sangat singkat. Impuls didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan waktu yang dibutuhkan gaya tersebut bekerja. Dari definisi ini dapat dirumuskan seperti berikut. I = F . ∆t

Keterangan: -

I : Impuls (Ns)

- m

: massa (kg)

-

F : Gaya (N)

- V1

: kecepatan awal (m/s)

-

∆t : Waktu (s)

- V2

: kecepatan akhir (m/s)

Implus merupakan besaran vektor. Pengertian impuls biasanya dipakai dalam peristiwa besar di mana F >> dan t <<. Jika gaya F tidak tetap (F fungsi dari waktu), maka rumus I=F.t tidak berlaku. Impuls dapat dihitung juga dengan cara menghitung luas kurva dari grafik F vs waktu t. 1) Impuls Sama Dengan Perubahan Momentum Suatu partikel yang bermassa m bekerja gaya F yang konstan, maka setelah waktu ∆t partikel tersebut bergerak dengan kecepatan Vt = Vo + a ∆t seperti halnya materi GLBB (gerak lurus berubah beraturan). Menurut hukum ke-2 Newton :

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

F=m.a

Dengan subsitusi kedua persamaan tersebut maka diperoleh : I = F . ∆t = m.v2 – m.v1

Keterangan: -

m

: massa (kg)

-

V1

: kecepatan awal (m/s)

-

V2

: kecepatan akhir (m/s)

2.7.3 .

2. Hubungan Antara Impuls Dan Momentum Besarnya impuls sangat sulit untuk diukur secara langsung. Namun, ada cara yang lebih mudah untuk mengukur impuls yaitu dengan bantuan momentum. Berdasarkan hukum Newton II, apabila suatu benda dikenai suatu gaya, benda akan dipercepat. Besarnya percepatan rata-rata adalah: 𝐹

a= 𝑚 Keterangan: -

a

= percepatan (m/s2)

-

F

= gaya (N)

-

m

= massa benda (kg)

Sehingga terdapat hubungan antara impuls dan momentum:

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

V - Vo = 0 𝚫t m t t F . 𝚫t = m (V - Vo) F

I=m.V I=p

-

m.V

2

– po

I = ∆p

Keterangan : - I = Impuls - ∆p = Perubahan Momentu Dari persamaan di atas dapat dikatakan bahwa impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentumnya. Penjumlahan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor, secara matematis:

p = p1 + p2

Jika dua vektor momentum p1 dan p2 Penjumlahan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor.

2.7.4 .

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

2. HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM Hukum Kekekalan 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.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Hukum Kekekalan Momentum

Huygens, ilmuwan berkebangsaan Belkita, melakukan eksperimen dengan menggunakan bola-bola bilyar untuk menjelaskan hukum Kekekalan Momentum.

Perhatikan uraian berikut: Dua buah bola pada gambar diatas bergerak berlawanan arah saling mendekati. Bola pertama massanya m1, bergerak dengan kecepatan v1. Sedangkan bola kedua massanya m2 bergerak dengan kecepatan v2. Jika kedua bola berada pada lintasan yang sama dan lurus, maka pada suatu saat kedua bola akan bertabrakan. Dengan memperhatikan analisis gaya tumbukan bola pada gambar diatas ternyata sesuai dengan pernyataan hukum Newton III. Kedua bola akan saling menekan dengan gaya F yang sama besar, tetapi arahnya berlawanan. Akibat adanya gaya aksi dan reaksi dalam selang waktu Δt tersebut, kedua bola akan saling melepaskan diri dengan kecepatan masing-masing sebesar v’1 dan v’2. Penurunan rumus secara umum dapat dilakukan dengan meninjau gaya interaksi saat terjadi tumbukan berdasarkan hukum Newton III. F aksi = – F reaksi F1 = – F2

Impuls yang terjadi selama interval waktu Δt adalah F1 Δt = -F2 Δt . kita ketahui bahwa I = F Δt = Δp, maka persamaannya menjadi seperti berikut.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Δp1 = – Δp2 m1v1 – m1v’1 = -(m2v2 – m2v’2) m1v1 + m2v2 = m1v’1 + m2v’2 p1 + p2 = p’1 + p’2

Jumlah Momentum Awal = Jumlah Momentum Akhir Keterangan:

p1,p2

= momentum benda 1 dan 2 sebelum tumbukan

p’1, p’2 = momentum benda 1 dan 2 sesudah makanan m1, m2 = massa benda 1 dan 2 v1, v2

= kecepatan benda 1 dan 2 sebelum tumbukan

v’1, v’2 = kecepatan benda 1 dan 2 sesudah tumbukan 1) Bunyi Hukum Kekekalan Momentum Persamaan di atas dinamakan 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. 2.7.5 .

TUMBUKAN

3. Tumbukan Tumbukan atau lentingan bisa dikatakan juga sebagai pantulan, karna terjadi pada dua buah benda yang saling berpadu dan memantul akibat dari paduan tersebut. Pada pembahasan kali ini kita akan mempelajari tumbukan yang paling sederhana, yaitu Tumbukan Sentral. Tumbukan sentral adalah tumbukan yang terjadi bila titik pusat benda yang satu menuju ke titik pusat benda yang lain. Peristiwa tumbukan antara dua buah benda dapat keduanya bergerak saling menjahui. Ketika benda tersebut mempuyai kecepatan dan massa, maka benda itu pasti memilki momentum (p = m .v) dan juga Energi kinetik (EK = ½ m . v2). Peristiwa tumbukan antara dua buah benda dapat keduanya bergerak saling menjahui. Ketika benda tersebut mempuyai kecepatan dan massa, maka benda itu

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

pasti memilki momentum (p = m .v) dan juga Energi kinetik (EK = ½ m . v2). Tumbukan dibedakan menjadi beberapa jenis: 1) Tumbukan lenting sempurna 2) Tumbukan lenting sebagian 3) Tumbukan tidak lenting sama sekali Perbedaan tumbukan-tumbukan tersebut dapat diketahui bedasarkan nilai koefisien tumbukan (koefisien restitusi) dari dua benda yang bertumbukan. Dengan : e = koefisien rrestitusi (0 ≤ e ≥1) Nilai koefisien restitusi mulai dari 0 hingga 1. Dengan ketentuan:

-

Lenting Sempurna e = 1

-

Lenting Sebagian 0 < e < 1

-

Tidak Lenting Sama Sekali e = 0

1. Jenis-Jenis Tumbukan a. Tumbukan Lenting Sempurna Pada lenting sempurna berlaku hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan momentum. Dengan persamaan sebagai berikut:

1) Kekekalan Momentum

Keterangan:

m1

= massa benda 1 (kg)

m2

= massa benda 2 (kg)

v1

= kecepatan awal benda 1 (m/s)

v2

= kecepatan awal benda 2 (m/s)

v‟1

= kecepatan akhir benda 1 (m/s)

v‟2

= kecepatan akhir benda 2 (m/s)

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

2) Kekekalan energi kinetik Ek1 + Ek2 = Ek‟1 + Ek‟2 ½ m1 v12 + 1//2 m2 v22 = ½ m1 (v‟1)2 + ½ m2 (v‟2)2

a. Kecepatan sebelum dan sesudah tumbukan (v‟1 – v‟2) = v1 – v2

-

b. Nilai koefisien elastisitas / koefisien restitusi (e) pada tumbukan lenting sempurna berlaku:

Dengan demikian, pada tumbukan lenting sempurna koefisien restitusi (e) = 1

b. Tumbukan Lenting Sebagian Ketika kita menjatuhkan sebuah bola karet dari ketinggian tertentu di atas lantai, maka bola akan memantul. Setelah mencapai titik tertinggi, bola aka jatuh lagi dan memantul lagi setelah mengenai lantai. Begitu seterusnya hingga bola akhirnya berhenti. Hal yang perlu kita perhatikan adalah ketinggian maksimal yang dicapai pada setiap tahap pemantulan selalu berbeda. Pada pemantulan pertama, bola mencapai titik tertinggi yang lebih rendah dari pantulan pertama begitu seterusnya. Kenyataan ini memberikan arti bahwa kecepatan bola sebelum menumbuk lantai lebih besar dari kecepatan bola setelah tumbukan. Sehingga koefisien restitusi pada kejadian ini berkisar antara nol sampai satu (0< e < 1). Tumbukan seperti ini disebut tumbukan lenting sebagian atau tumbukan elastis sebagian. Pada peristiwa pemantulan bola pada lantai, energi kinetik yang dimiliki bola tidak tetap. Ini dapat dilihat dari kecepatan bola yang berubah sebelum dan sesudah tumbukan. Jadi, hukum kekekalan energi kinetik pada tumbukan lenting tidak berlaku. Akan tetapi, hukum kekekalan energi mekanik tetap berlaku. Hal ini

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

disebabkan karena sebagian energi kinetik yang hilang telah diubah menjadi bentuk lainya, seperti energi potensial, energi panas, atau energi yang merusak lantai. Pada kasus bola yang dijatuhkan dari ketinggian h, sehingga dipantulkan dengan ketinggian h‟, maka memiliki nilai koefisien elastisitas sebesar:

keterangan: h‟= tinggi pantulan benda h = tinggi benda semula / tinggi pantulan sebelumnya c. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali Tumbukan tidak elastis sama sekali terjadi apabila dua benda setelah tumbukan menjadi satu dan bergerak bersama-sama. Contoh sederhana dari tumbukan tidak elsatis sama sekali adalah tumbukan dua bola yang akhirnya bergabung menjadi satu yang akhirnya bergerak bersama dengan kecepatan yang sama pula. Kejadian ini dapat dijelaskan dengan hukum kekekalan momentum.

Dari persamaan di ata, kecepatan bola dapat dicari dengan mudah jika kecepatan bola keduanya semula diketahui, karena kecepatan bola keduanya setelah tumbukan sama, maka koefisien restitusi untuk tumbukan tidak lenting sama sekali adalah nol (0). Pada tumbukan tidak lenting sama sekali tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik. Pada tumbukan ini terjadi pengurangan energi kinetik sehingga

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

energi kinetik total benda-benda setelah terjadi tumbukan akan lebih kecil dari energi kinetik total benda sebelum. Dengan demikian:

d. Koefisien Restitusi (e) Koefisien restitusi dapat diartikan sebagai perbandingan antara kelajuan relatif saling menjauhi antara kedua benda sesudah tumbukan dan kelajuan relatif saling mendekati antara kedua benda sebelum tumbukan

Nilai koefisien restitusi untuk berbagai tumbukan nilainya bervariasi yaitu 0≤e≤1 Untuk tumbukan lenting sempurna e = 1, berarti

Untuk tumbukan tidak lenting sama sekali e = 0, berarti 𝑣1′ = 𝑣2′ = 𝑣′ Apabila nilai koefisien restitusinya 0<e<1 dikatakan tumbukan yang terjadi adalah tumbukan lenting sebagian. Tumbukan lenting sempurna dan tumbukan tidak lenting sama sekali merupakan kasus yang jarang terjadi. Sebagian besar tumbukan yang sering terjadi merupakan jenis tumbukan yang ada di antara keduanya yaitu tumbukan lenting sebagian. Perbedaan terpenting antara tumbukan lenting dan tidak lenting adalah momentum sistem pada semua tumbukan adalah

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

kekal, tetapi energi kinetik sistem kekal hanya pada tumbukan lenting sempurna.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

EVALUASI PEMBELAJARAN Soal Evaluasi: Pilihan Ganda: 1. Momentum merupakan besaran yang dimiliki oleh benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu. Pernyataan yang benar di bawah ini adalah... a. Momentum termasuk besaran skalar dengan arah momentum searah dengan arah kecepatan. b. Momentum termasuk besaran pokok dengan arah momentum berlawanan arah dengan arah kecepatan. c. Momentum termasuk besaran vektor dengan arah momentum searah dengan arah kecepatan. d. Momentum sama dengan nol jika benda bergerak dengan kecepatan tetap. e. Momentum selalu berubah pada benda yang bergerak dengan kecepatan tetap. 2. Motor sport, mobil sedan dan sebuah truk saling kejar kejaran di jalan tol. Jika ketiga kendaraan tersebut memiliki massa masing masing 150 kg, 1500 kg, dan 5000 kg dan memiliki kecepatan yang hampir sama. Kendaraan manakah yang memiliki momentum paling besar? a. Motor sport, karena massa motor berbanding terbalik dengan momentum nya b. Truk, karena massa berbanding lurus dengan momentum suatu benda c. Semua benda memiliki momentum yang sama besar d. Tidak ada, karena massa tidak mempengaruhi momentum suatu benda e. Ada karena massa tidak mempengaruhi momentum suatu benda 3. Persamaan yang menyatakan hubungan antara impuls dan perubahan momentum adalah... a. b. c. d. e.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

4. Seorang anak menendang sebongkah batu bermassa 1 kg dan bersentuhan selama 0,001 suntuk mempercepat batu dari keadaan

diam

m/s dan

m/s. Gaya impulsive yang dikerjakan batu pada kaki anak adalah... a. 8.000 N (ke arah kanan) b. 10.000 N (ke arah kanan) c. 12.000 N (ke arah kiri) d. 14.000 N (ke arah kanan) e. 16.000 N 9ke arah kiri) 5. Perhatikan gambar di bawah ini!

Dua buah benda bergerak saling mendekati seperti terlihat pada gambar. Besar momentum benda 1 adalah... a. 10 kg m/s b. 20 kg m/s c. 30 kg m/s d. 40 kg m/s e. 50 kg m/s 6. Dari grafik dibawah. Tentukan kecepatan benda pada saat t = 4s a. 2 m/s b. 7 m/s c. 11 m/s d. 25 m/s e. 5 m/s 7.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Grafik diatas menyatakan hubungan grafik F yang bekerja pada benda bermassa 3 kg terhadap waktu t selama gaya itu bekerja pada benda. Bila benda mula- mula diam, maka kecepatan akhir benda adalah .... a. 0,6 m/s b. 1,0 m/s c. 1,3 m/s d. 1,4 m/s e. 1,5 m/s

8. Sebuah balok kayu bermassa 2 kg dan mula- mula diam disepak (pada saat t=0) sehingga meluncur beberapa saat lamanya diatas lantai datar. Bila kecepatan balok sebagai fungsi waktu dilukiskan seperti pada gambar, maka pernyataan dibawah yang benar adalah .... (1) Percepatan balok 2 m/s2 (2) Jarak yang ditempuh balok 16 m (3) Besar impuls yang diterima balok 16 N/s (4)

Besar

gaya

gesek

antara

balok

dengan

lantai

4

N

a. 1,2 dan 3 b. 1 dan 3 c. 4 saja d. 1,2,3 dan 4 e. 1,3,2, dan 4 9. Saat terjadi kecelakaan bagian depan sebuah mobil didesain mudah ringsek saat terjadi benturan keras. Hal tersebut dikarenakan a. Mengurangi gaya impulsif dari mobil b. Meningkatkan gaya impulsif dari mobil c. Untuk menahan laju mobil

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

d. Untuk meningkatkan selang waktu tumbukan e. Untuk meningkatkan kelajuan mobil 10. Grafik di bawah ini menunjukkan hubungan gaya terhadap waktu yang bekerja pada sebuah partikel bermassa 2 kg yang mula-mula diam. Impuls dari gaya tersebut adalah...

a. 4 Ns (ke arah kiri) b. 5 Ns (ke arah kanan) c. 6 Ns (ke arah kanan) d. 7 Ns (ke arah kiri) e. 8 Ns (ke arah kiri) 11. Di antara benda bergerak berikut, manakah yang akan mengalami gaya terbesar pada saat menumbuk tembok jika selang waktunya sama? a. Benda bermassa 40 kg dengan kelajuan 25 m/s b. Benda bermassa 50 kg dengan kelajuan 15 m/s c. Benda bermassa 100 kg dengan kelajuan 10 m/s d. Benda bermassa 150 kg dengan kelajuan 7 m/s e. Benda bermassa 200 kg dengan kelajuan 5 m/s 12. sebuah partikel bermassa 2 kg yang mula-mula diam. Impuls dari gaya tersebut adalah...

a. 4 Ns (ke arah kiri) b. 5 Ns (ke arah kanan) c. 6 Ns (ke arah kanan) d. 7 Ns (ke arah kiri)

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

13. jika peluru karet dan peluru timah ditembakkan pada sebuah papan dengan kecepatan yang sama, maka pernyataan dibawah ini yang benar adalah .... a. peluru karet memiliki kekuatan dorong lebih besar dari peluru timah, dan memiliki daya rusak lebih kecil dari peluru timah b. peluru karet memiliki kekuatan dorong lebih kecil dari peluru timah, dan memiliki daya rusak lebih besar dari peluru timah c. peluru karet memiliki kekuatan dorong lebih besar dari peluru timah, dan memiliki daya rusak lebih besar juga dari peluru timah d. peluru karet memiliki kekuatan dorong lebih kecil dari peluru timah, dan memiliki daya rusak lebih kecil dari peluru timah e. peluru karet tidak memiliki kekuatan dorongan lebih besar dari timah, dan memiliki daya rusak lebih besar dari peluru timah

14. Sebuah truk melaju di jalan raya memiliki momentum yang besar. Jika truk tersebut bergerak dengan kecepatan tetap tetapi masanya dua kali lipat, maka momentumnya a. 0 b. Empat kali lipat c. Dua kali lipat d. Tidak berubah e. Tiga kali lipat 15. Newton memperediksi bahwa massa benda tidak selalu konstan, sehingga ia ∆𝑝

menyatakan hukum keduanya dengan persamaan F = ∆𝑡 , makna dari pernyataan ini adalah a. Gaya F diberikan pada suatu benda sama dengan laju perubahan momentum b. Perubahan momentum tidak berpengaruh pada gerak benda c. Apabila suatu sistem massanya berubah, momentum tidak berubah d. Gaya yang diberikan suatu benda berbanding terbalik dengan waktu e. Perubahan momentum tidak akan menghasilkan gaya

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Essay:

1. Coba perhatikan gambar di atas. Apa fungsi sarung tinju. Jelaskan berdasarkan konsep implus 2. Jelaskan pengertian momentum.. 3. Perhatikan gambar dibawah ini. Dua mobil bergerak dengan kecepatan seperti tampak pada gambar. Kedua mobil bertabrakan dan bergerak bersama-sama (tumbukan tidak lenting sama sekali). Tentukan besar kecepatan dan arah kedua mobil setelah bertabrakan. Petunjuk: Analisislah dengan menggunakan vector. Kecepatan arah utara dalam vector vertical dan kecepatan arah timur dalam vector horizontal.

4. Sebuah bola mempunyai koefisien kelentigan 0,8. Jika bola tersebut dijatuhkan dari ketinggian h m dan bola memantul dengan tinggi 4 m, tentukan ketinggian awal bola (h). 5. Persamaan yang menyatakan hubungan antara impuls dan perubahan momentum adalah... 6. Suatu benda bermassa 1 kg bergerak dengan kelajuan 2 m/s kearah kanan. Benda tersebut menumbuk benda lain bermassa 0,5 kg yang bergerak dengan kelajuan 2 m/s kearah kiri. Setelah bertumbukan, kedua benda saling terpental. Tentukanlah kelajuan benda kedua benda setelah tumbukan! 7. Seorang anak menendang sebongkah batu bermassa 1 kg dan bersentuhan selama 0,001 suntuk mempercepat batu dari keadaan diam

m/s dan

m/s. Gaya impulsive yang dikerjakan batu pada kaki anak adalah...

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

8. Grafik di bawah ini menunjukkan hubungan gaya terhadap waktu yang bekerja pada sebuah partikel bermassa 2 kg yang mula-mula diam. Impuls dari gaya tersebut adalah...

9. Sebuah benda bermassa 4 kg yang bergerak ke kanan dengan kelajuan 6 m/s mengalami tumbukan lenting sempurna dengan benda lain yang mempunyai massa 2 kg yang bergerak dengan kelajuan 3 m/s. Tentukanlah: a. Kelajuan kedua benda setelah tumbukan b. Kehilangan energi kinetiknya selama tumbukan 10. Ali melemparkan sebuah bola dengan massa 0,5 kg ke sebuah dinding yang terletak di hadapan sebelah kirinya dengan kecepatan 30 m/s dan setelah menumbuk dinding, bola memantul

dengan kecepatan 20 m/s.

Tentukanlah: a. Momentum bola sebelum menumbuk dinding b. Momentum bola setelah menumbuk dinding c.

Perubahan momentum bola

d. Impuls dari gaya total pada bola selama tumbukan dengan dinding 11. Sebuah peluru dengan massa 4 gram ditembakkan ke sebuah balok kayu bermassa 5 kg. Peluru mengenai balok dan bersarang di dalamnya seperti terlihat pada gambar. Kecepatan peluru ketika mengenai balok 300 m/s, maka kecepatan sistem (balok+peluru) adalah...

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

12. Sebuah bola bilyar dengan massa 0,2 kg bergerak dengan kelajuan 1 m/s bertumbukan dengan bola bilyar lain yang mempunyai massa sama dan sedang diam. Tentukanlah: a. Kelajuan kedua bola bilyar setelah terjadinya tumbukan dengan menganggap tumbukan yang terjadi adalah tumbukan lenting sempurna. b. Perubahan energi kinetiknya 13. Perhatikan gambar di bawah ini:

Peluru bermassa 100 gram dengan kelajuan 200 m/s menumbuk balok bermassa 1900 gram yang diam dan bersarang di dalamnya. Berapakah kelajuan balok dan peluru di dalamnya?

14. Sebuah peluru bermassa 10 gr ditembakkan dengan kecepatan v ke suatu balok yang terbuat dari kayu dengan massa 2 kg yang digantungkan pada seutas tali. Setelah terjadinya tembakan tersebut, peluru bersarang di balok tersebut dan kemudian balok-peluru terayun ke atas sampai ketinggian maksimum 3 cm. Tentukanlah: a. Kecepatan awal peluru b. Kecepatan balok-peluru setelah tembakan c. Energi kinetik peluru ketika ditembakkan d. Energi kinetik balok-peluru sesaat setelah peluru bersarang di balok e. Energi yang dipergunakan peluru untuk bersarang di kotak termasuk energi yang diubah menjadi energi panas

15. Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 10 m/s bertumbukan dengan benda lain bermassa 6 kg yang bergerak dengan arah yang sama dengan kelajuan 2 m/s seperti ditunjukkan pada gambar tumbukan lenting sebagian di bawah ini

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

4 kg

6 kg 2 m/s

10 m/s

Sebelum tumbukan

4 kg

6 kg v1’

8 m/s

setelah tumbukan

Setelah tumbukan, benda bermassa 6 kg bergerak dengan kelajuan 8 m/s. Tentukanlah: a.

kecepatan benda bermassa 4 kg setelah tumbukan

b.

perubahan energi kinetik

16. Dua buah benda bergerak saling mendekat (massa benda pertama adalah 0,5 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 2 m/s sedangkan benda kedua bermassa 0,3 kg bergerak ke kiri dengan kelajuan 2 m/s). Setelah berbenturan, kedua benda tersebut saling terpental. Tentukanlah kecepatan benda pertama dan kedua setelah tumbukan.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

GLOSARIUM Hukum Kekekalan Momentum : Momentum total adalah konstanta dari suatu sistem benda-benda dimana pada sistem tersebut tidak bekerja gaya luar Implus : Besaranya gaya yang bekerja pada benda dalam selang waktu tertentu, Kecepatan : Laju perpindahan sebuah benda Momentum : Hasil kali massa di kali kecepatan Percapatan : Lambang a. Laju pertambahan kelajuan atau kecepatan. Percepatan diukur dalam m.𝑠 2 . Tumbukan Lenting Sempurna : Pada lenting sempurna berlaku hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan momentum. Tumbukan Lenting Sebagian : Kecepatan sebelum menumbuk lantai lebih besar dari kecepatan setelah tumbukan. Sehingga koefisien restitusi pada kejadian ini berkisar antara nol sampai satu (0< e < 1). Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali : Tumbukan tidak elastis sama sekali terjadi apabila dua benda setelah tumbukan menjadi satu dan bergerak bersamasama.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

DAFTAR PUSTAKA Giancoli, D. C. (2001). Fisika Jilid 1 Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta. Kamajaya, K dan Purnama, W. (2016). Aktif dan Kreatif Belajar Fisika, Grafindo Media Pratama, Bandung. Sudar, Heru, B. I, dan Purjiyanta, E. (2017). ESPS Fisika Untuk SMA/MA Kelas X Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam, Erlangga, Jakarta. Sudirman. (2017). Fisika untuk SMK/MAK Kelas X Bidang Keahlian Teknologi dan Rekayasa, Erlangga, Jakarta. Sunardi, Retno, P.P, dan Darnawan, A.B. (2017). Fisika Untuk Siswa SMA/MA Kelas X Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-ilmu Alam, Yrama Widya, Bandung.

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

Untuk SMA Kelas X Semester 2

MOMENTUM DAN IMPLUS

KUNCI JAWABAN

1. B 2. C 3. C 4. B 5. D 6. B 7. C 8. A 9. C 10. C 11. C 12. C 13. B 14. D 15. A

Untuk SMA Kelas X Semester 2