Konsep impuls dan momentum

Apa itu Impuls ?
Apa yang menyebabkan suatu benda diam menjadi gerak? Anda telah mengetahuinya, yaitu gaya. Bola yang diam bergerak ketika gaya tendangan Anda bekerja pada bola. Gaya tendangan Anda pada bola termasuk gaya kontak yang bekerja dalam waktu yang singkat. Gaya seperti ini disebut gaya implusif. Jadi, gaya implusif mengawali suatu percepatan dan menyebabkan bola bergerak cepat dan makin cepat. Gaya implusif mulai dari nilai nol pada saat t, bertambah nilainya secara cepat ke suatu nilai puncak, dan turun drastic secara cepat ke nol pada saat t.
Apakah impuls termasuk besaran scalar atau vector ? Impuls adalah hasil kali antara besaran vector gaya F dengan besaran scalar selang waktu t, sehingga impuls termasuk besaran vector. Arah impuls I searah dengan arah gaya implusif F.
\
Apa itu momentum ?
Momentum adalah ukuran kesukaan untuk memberhentikan suatu benda, dan didefinisikan sebagai hasil kali massa dengan kecepatan.
P=mV
Apakah momentum termasuk besaran scalar atau vector ? Momentum diperoleh dari hasil kali besaran scalar massa dengan besaran vector kecepatan, sehingga momentum termasuk besaran vector, Arah momentum searah dengan arah kecepatan.penjumlahan momentum mengikuti aturan penjumlahan vector. Sebagai contoh untuk p = p1 + p2, dimana p1 dan p2 membentuk sudut, maka besar momentum resultannya dapat dihitung dengan rumus kosinus.aturan resultan p terhadap salah satu vector komponennya dapat dihitung dengan rumus sinus.Teorema impuls-momentum adalah:

“ impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda itu, yaitu beda antara momentum akhir dengan momentum awalnya”

Hukum II newton dalam bentuk asli menyatakan bahwa yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan laju perubahan momentum benda tersebut. Untuk massa konstan, berlaku hokum II Newton yang telah Anda kenal.Hukum II newton bentuk momentum ini dapat menjelaskan munculnya gaya dorong pada roket dan jet akibat perubahan massa bahan bakar dalam roket dan jet ( m/t). hokum II newton yang dinyatakan oleh F = m a hanya berlaku khusus untuk massa benda konstan. Sedangkan hokum II newton yang dinyatakan oleh F = p/t berlaku umum, baik untuk massa benda tetap maupun berubah. Massa benda yang bergerak dengan kelajuan mendekati kelajuan cahaya ( 3 x 10 8 m/s) tidaklah konstan tetapi bergantung pada kelajuannya.


Mengapa terjadi gaya dorong pada roket ?

Anda telah mempelajari prinsip peluncuran roket, yang kita pahami berdasarkan munculnya gaya dorong pada roket ini. Memiripkan terjadinya gaya dorong vertical ke atas pada roket dengan gaya dorong ke atas pada balon. Ketika jepitan jari Anda pada mulut balon Anda balon per satuan waktu ( m v/t = p/t ). Sesuai dengan hokum II newton bentuk momentum. Perubahan momentum udara dalam balon per satuan waktu ( p/t ) menyebabkan balon mengerjakan gaya vertical kebawah pada udara dalam balon. Sesuai dengan hokum III newton, muncul reaksi, yaitu udara dalam balon mengerjakan gaya pada balon, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Jelas, gaya yang dikerjakan udara dalam balon pada balon berarah vertical keatas. Gaya vertical keatas yang bekerja pada balon inilah yang kita sebut sebagai gaya dorong pada balon, sehingga balon dapat bergerak naik. Perhatikan, aksi- reaksi ini terjadi antara balon dengan udara dalam balon, dan bukan antara balon dengan udara sekitar balon jadi, seandainya kita melakukan percobaan ini dalam ruang vacum ( hampa udara ), balon akan bergerak vertical ke atas.
Bunyi hukum kekekalan momentum linier:

“ dalam suatu interaksi ( antara dua benda atau lebih ), momentum total system sesaat sebelum dan sesudah interaksi adalah sama asalkan hanya gaya-gaya interaksi antarbenda dalam system ( disebut gaya dalam ) yang bekerja terhadap system dan tidak ada gaya dari luar system interaksi yang bekerja”

Contoh interaksi dimana hukum kekekalan momentum berlaku adalah peristiwa: ledakan, tumbukan, penembakan proyektil dan peluncuran roket.
Untuk semua jenis tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum. Tumbukan lenting sempurna adalah tumbukan dimana kekekalan energy kinetic berlaku. Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, kedua benda yang bertumbukan akan bersatu dan bergerak bersama sesaat sesudah tumbukan, pada jenis tumbukan ini, kekekalan energy kinetic tidak berlaku sebab sebagian energy di ubah ke bentuk energy kalor, energy bunyi, dan kerusakan permanen pada kedua benda.
Roket dan mesin jet bekerja berdasarkan hukum II newton, hukum III newton, dan hukum kekekalan energy. Bedanya, roket membawa pembakar oksigen dalam tangkinya, sedangkan mesin jet mengambil oksigen dari udara di sekitarnya. Oleh karana itu, roket dapat bekerja di antariksa yang hampa udara bahkan bisa bekerja lebih baik di antariksa karena roket tidak perlu mengatasi gesekan udara. Sebaliknya, mesin jet hanya dapat bekerja di lingkungan atmosfer bumi, sementara di antariksa belum bisa.