Momentum & Impuls: Gaya, Gerak, dan Tabrakan yang Tidak Pernah Bohong
Wednesday, May 14, 2025
Bayangkan kamu sedang bermain sepak bola. Saat bola ditendang, terasa ada “dorongan” yang membuatnya bergerak kencang. Dorongan itu bukan cuma gaya sesaat, tapi hasil dari gaya dikalikan waktu kontak: inilah yang disebut impuls.
.png)
Dan saat bola itu melaju, ia membawa sesuatu yang disebut momentum - ukuran seberapa “sulit” benda untuk dihentikan. Dalam dunia fisika, dua konsep ini saling terkait erat, terutama saat benda-benda bertabrakan.
Apa Itu Momentum?
Momentum linier adalah besaran vektor yang menunjukkan kuantitas gerak suatu benda. Dirumuskan sebagai:
\[p = mv\]
dengan:
\(p\): momentum (kg·m/s),
\(m\): massa (kg),
\(v\): kecepatan (m/s).
Semakin besar massa atau kecepatannya, semakin besar momentumnya.
Impuls: Gaya × Waktu
Impuls adalah hasil kali gaya dengan waktu gaya itu bekerja. Ini adalah “gaya total” yang diberikan dalam waktu tertentu:
\[I = F \cdot \Delta t\]
Jika gaya berubah-ubah, rumusnya jadi integral:
\[I = \int F(t) \, dt\]
Hebatnya, impuls juga sama dengan perubahan momentum:
\[I = \Delta p = m(v_f - v_i)\]
Hukum Kekekalan Momentum
Jika tidak ada gaya eksternal(sistem tertutup dan terisolasi), maka total momentum sistem sebelum dan sesudah interaksi akan tetap sama:
\[\sum p_{\text{awal}} = \sum p_{\text{akhir}}\]
Contoh khasnya? Ya, tabrakan! Dua benda yang bertumbukan, entah saling menempel (lentur sempurna) atau memantul (lentur sebagian/tidak sempurna), tetap akan mematuhi hukum ini.
Jenis Tumbukan
1. Tumbukan lenting sempurna
- Energi kinetik total konstan
- Momentum total konstan
2. Tumbukan tidak lenting
- Energi kinetik tidak konstan
- Momentum total tetap konstan
3. Tumbukan tidak lenting sempurna
- Dua benda menyatu setelah tumbukan
Contoh Soal:
Dua benda: \(m_1 = 2\, \text{kg}\), \(v_1 = 3\, \text{m/s}\) ke kanan, dan \(m_2 = 1\, \text{kg}\), \(v_2 = -2\, \text{m/s}\) ke kiri. Setelah tumbukan lentur sempurna, \(m_1\) bergerak dengan kecepatan \(1\, \text{m/s}\). Berapa kecepatan akhir \(m_2\)?
Gunakan hukum kekekalan momentum:
\(m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2'\)
\((2)(3) + (1)(-2) = (2)(1) + (1)v_2'\)
\[6 - 2 = 2 + v_2' \Rightarrow 4 = 2 + v_2' \Rightarrow v_2' = 2\, \text{m/s}\]
Momentum dan impuls adalah dua wajah dari fenomena yang sama: gerak dan gaya. Saat kamu mendorong, menendang, atau bertumbukan, fisika bekerja diam-diam menjaga momentum tetap kekal, meski energi bisa berubah bentuk. Inilah salah satu hukum dasar yang membuat perhitungan fisika begitu bisa dipercaya — bahkan di dunia nyata.