v 1 - sma negeri 3 bitung

Report
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
Standar Kompetensi :
1. Menganalisis Gejala alam
dan Keteraturannya dalam
cakupan Mekanika benda
titik.
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
Kompetensi Dasar :
1.7. Menunjukkan hubungan antara
konsep impuls dan momentum
untuk menyelesaikan masalah
tumbukan
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR :
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
1. Memformulasikan konsep impuls dan
momentum, keterkaitan antar keduanya.
2. Merumuskan hukum kekekalan
momentum untuk sistem tanpa gaya luar.
3. Mengintegrasikan hukum kekekalan
energi dan kekekalan momentum untuk
berbagai peristiwa tumbukan.
4. Menerapkan konsep hukum kekekalan
momentum pada gerak roket dan mesin
jet.
BERANDA
A. MOMENTUM
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
Momentum adalah : Hasil kali sebuah benda
dengan kecepatan benda itu pada suatu saat.
Momentum merupakan besaran vektor yang
arahnya searah dengan kecepatannya.
p=mv
Dengan :
m = Massa benda (kg)
v = Kecepatan benda (m/s)
p = Moentum benda (kg.m/s)
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
Perubahan Momentum
Misalnya mobil yang mau berhenti memiliki
kelajuan yang akan berkurang secara perlahanlahan. Perhatikan animasi 1 berikut ini!
Animasi 1
Play
Analisis animasi 1
m
m
v1
v2
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
Animasi 1: Mobil dengan massa m bergerak
dengan kecepatan v1 ,dan memiliki momentum
p1. Selanjutnya (posisi akan berhenti) akibat
gaya kecepatan mobil menjadi v2 dan memiliki
momentum p2. Animasi 1 memperlihatkan
perubahan momentum (p).
Maka :
Δp = m v2 - m v1
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
B. IMPULS
Impuls adalah : Hasil kali gaya dengan waktu
yang ditempuhnya. Impuls merupakan Besaran
vektor yang arahnya se arah dengan arah
gayanya.
MATERI
I = F (∆t) = F ( t2 – t1 )
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
Dengan :
I = Impuls (N.s)
F = Gaya yang bekerja pada benda (N)
∆t = Interval waktu selama gaya bekerja (s)
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
Impuls sebagai Perubahan Momentum
Perhatikan animasi 2!
Animasi 2
Play
Analisis Animasi 2
F
m m
v1
m
v2
Animasi 2: Stick
memberikan gaya (F) pada
bola bermassa (m),
kemudian
bola
mengalami
perubahan
kecepatan (v =v1-v2) pada selang waktu (t).
Konsep tentang
impuls dan perubahan
momentum dapat dipandang sebagai konsep
yang muncul dari penerapan hukum II
Newton, yaitu:
F ma
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
Perubahan kecepatan pada benda akan
memberikan percepatan rata-rata sebesar:
v 2  v1
a
t
Maka
 v2  v1 
F  m

t


F t  m (v2  v1 )
F t  p
Besaran Ft disebut sebagai impuls, yang
berarti bahwa impuls merupakan perubahan
momentum
BERANDA
C. Hukum Kekekalan Momentum
SK - KD
Animasi 3: proses tumbukan
Play
INDIKATOR
A
B
Analisis gerak
MATERI
►Sebelum tumbukan
vA
A
CONTOH
vB
B
►Saat tumbukan
vA
vB
A B
LATIHAN
►Setelah tumbukan
vA’
A
REFERENSI
SELESAI
vB ’
B
Animasi 3 memperlihatkan
dua buah bola yang
masing-masing massanya
mA dan mB, bergerak
segaris dan searah dengan
kecepatan vA dan vB.
Karena Kecepatan vA>vB
suatu
saat
bola
A
menumbuk bola B
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
Setelah itu, bola saling melepaskan bola
dengan kecepatan masing-masing vA’ dan vB’
Saat bola saling menekan, hukum III
Newton berlaku (hukum Aksi-Reaksi),
dimana bola A menekan bola B dan bola
membalas
menekan
bola
A
(arah
berlawanan), secara matematis:
∆P1 = ∆P2
m1 v1’ – m1 v1 = - (m2 v2’ – m2 v2)
m1 v1’ - m1 v1 = - m2 v2’ + m2 v2
m1 v1 + m2 v2
= m1 v1’ + m1 v2’
P1 + P2 = P1’ + P2’
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
Persamaan diatas disebut Hukum Kekekalan
Momentum karena jumlah momentum benda
sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama.
Menurut Hukum Kekekalan Momentum, apa bila
pada sistem tidak ada gaya luar yang bekerja,
momentum sistem sebelum dan sesudah
tumbukan sama. Jadi, hukum kekekalan
momentum akan berlaku pada setiap tumbukan
dua benda atau lebih jika tidak ada gaya luar.
v
v
v
Jika setelah tumbukan kedua benda m1 dan m2
menempel atau menjadi satu, artinya keduanya
memiliki kelajuan yang sama, yaitu v1’ maka ;
1
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
2
’
m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2) v’
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
D. TUMBUKAN
1. TUMBUKAN LENTING SEMPURNA
Tumbukan lenting sempurna adalah
tumbukan antara dua buah benda
Animasi 4
Play
yang jumlah energi mekaniknya tetap
sama besar, sesaat sebelum dan ►Bola sebelum tumbukan
v1
sesudah terjadi tumbukan. Dengan
kata lain, tumbukan lenting sempurna
tidak ada energi yang hilang.
►Bola saat tumbukan
Dengan demikian, pada lenting
sempurna berlaku:
►Bola sesudah tumbukan
1. hukum kekekalan momentum
v1 ’
2. hukum kekekalan energi mekanik
Misalkan, dua buah bola dengan
massa masing-masing mA dan mB,
mula-mula
bergerak
dengan
kecepatan v1 dan v2. setelah terjadi
tumbukan, kecepatan bola menjadi
v1’ dan v2’. Perhatikan animasi 5
►Perhatikan animasinya
v2
v2 ’
BERANDA
2. TUMBUKAN LENTING SEBAGIAN
Animasi 5:
Play
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
Pada tumbukan lenting sebagian hanya
berlaku Hukum Kekekalan Momentum,
sedangkan Hukum Kekekalan Energi
tidak berlaku, karena energi kinetik
benda sesudah tumbukan lebih kecil
sebelum tumbukan. Hal ini disebabkan
saat terjadi tumbukan ada energi yang
menjadi kalor atau energi bunyi.
lantai
Ciri tumbukan lenting sebagian:
1. Berlaku hukum kekekalan momentum
REFERENSI
m1 v1  m2 v2  m1 v'1  m2 v'2
SELESAI
2. Tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik
3. Koefisien restitusi (e) bernilai di antara nol dan satu:
BERANDA
2. TUMBUKAN TIDAK LENTING
Animasi 6:
Play
SK - KD
INDIKATOR
v'1 =v’2 =v’
1
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
v2 2
1 v1
2
Tumbukan antara dua benda
dengan tidak lenting sama sekali,
maka setelah tumbukan kedua
benda akan memiliki kecepatan
yang sama (v’1=v’2=v’), karena
koefisien restitusi sama dengan
nol (e=0)
Perhatikan animasi6 !
Secara umum pada tumbukan lenting tidak sama sekali berlaku
hukum kekekalan momentum
m1 v1  m2 v2  m1 v'1  m2 v'2
Karena kecepatan kedua benda setelah tumbukan sama, yaitu:
Maka persamaan hukum kekekalan momentum, menjadi:
m1 v1  m2 v2  (m1 m2 ) v
'
PRINSIP KERJA ROKET
BERANDA
Animasi 8
Prinsip pendorong jet dimanfaatkan
pada pesawat, roket, peluru kendali, dan
pesawat antariksa. Misalnya roket,
terbangnya didorong oleh arus gas yang
dihasilkan dari tempat pembakaran
bahan bakar. (Perhatikan animasi 8
Play
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
INDONESIA
CONTOH
desain: bugishq blog
Prinsip kerja roket yang utama adalah
kekekalan
momentum.
Jumlah
momentum roket di landasan sama
dengan nol. Saat roket diluncurkan, has
hasil pembakaran
disemburkan ke
bawah dengan kecepatan tinggi,
semburan gas ini membuat roket
bergerak ke atas untuk mengimbangi
momentum gas.
Hukum kekekalan momentum pada
roket, yaitu:
BERANDA
SK - KD
Hukum kekekalan momentum pada roket, yaitu:
0  m 1 v1  m 2 v 2
'
m1 v1   m 2 v 2
'
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
'
'
Impuls adalah perubahan momentum :
(F t = p= (mv)):
Sehingga, gaya roket akan menjadi
(mv ) (m)
F

v
t
t
Contoh Soal
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
1. Bola bermassa 0,4 kg mula-mula dalam keadaan diam.
Kemudian bola tersebut di tendang dengan gaya F
sehingga bola bergerak dengan kecepatan 10 m/s.
Diketahui pula bahwa kaki menyentuh bola selama 0,05
sekon. Tentuhkanlah :
a. Perubahan Momentum b. Besarnya gaya F
MATERI
CONTOH
LATIHAN
Dik : m = 0,4 kg;
v1 = 0
v2 = 10 m/s
∆t = 0,05 s
Dit : a. ∆p = ....?
b. F = ....?
Penyelesaian :
a. ∆p = m ∆v = m (v2 – v1)
= (0,4kg) (10 m/s – 0) = 4 kg m/s
REFERENSI
SELESAI
b.
p 4 kgm / s
F

 80 N
t
0,05 s
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
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 bersama-sama. Tentuhkan
kecepatan dan arah kedua benda !
Dik : m1 = 3 kg
m2 = 2 kg
v1= 4 m/s
v2 = -5 m/s ( berlawanan arah dengan v1)
Dit : v’ = ......? * Arah kedua benda....
Penyelesaian :
m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2) v’
(3 kg)(4 m/s) + (2 kg)(-5 m/s) = (3 kg + 2 kg) v’
12 kg m/s + (-10 kg m/s) = ( 5 kg ) v’
2 kg m/s = ( 5 kg ) v’
v
2m/ s
 0,4 m / s
5
Kecepatan benda searah dengan gerak benda
bermassa 3 kg, yaitu kekanan
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
LATIHAN SOAL
1. Seorang pemain bisbol akan memukul bola yang datang
padanya dengan massa 2 kg dengan kecepatan 10 m/s,
kemudian dipukulnya dan bola bersentuhan dengan
pemukul dalam waktu 0,01 detik sehingga bola berbalik
arah dengan kecepatan 15 m/s.
a. Carilah besar momentum awal
b. Carilah besar momentum akhir
c. Carilah besar perubahan momentumnya.
d. Carilah besar impulsnya.
e. Carilah besar gaya yang diderita bola.
2. Dua buah benda massanya 5 kg dan 12 kg bergerak
dengan kecepatan masing-masing 12 m/s dan 5 m/s dan
berlawanan arah. Jika bertumbukan sentral, hitunglah :
a. Kecepatan masing-masing benda dan hilangnya energi
jika tumbukannya elastis sempurna.
b.Kecepatan masing-masing benda dan energi yang
hilang jika tumbukannya tidak elastis sama sekali.
BERANDA
Referensi
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI
1. Kamajaya, Fisika SMA Kelas XI. 2007;Grafindo.
2. Arief Rahman, Fisika untuk SMA dan MA Kelas
XI.2007; Sarana Panca Karya Nusa.
3. Sunardi dkk, Fisika Bilingual untuk SMA/MA
Kelas XI. 2006. Bandung: Yrama Widya.
4. Marthen Kanginan, Fisika SMA Kelas XI. 2006.
Erlangga.
5. Supiyanto, FISIKA untuk SMA/MA Kelas
XI.2007; PT.PHIBETA ANEKA GAMA
BERANDA
SK - KD
INDIKATOR
MATERI
CONTOH
LATIHAN
REFERENSI
SELESAI

similar documents