Rangkuman Materi Fisika - Konsep Kecepatan, Percepatan, Dan Perubahan Momentum

Rangkuman materi fisika

KakaKiky - Sebelum melakukan percobaan atau praktikum fisika, biasanya praktikan diharuskan untuk membuat catatan ringkas pada logbook agar lebih memahami praktikum yang akan dilakukan. Untuk menghemat waktu yang kamu miliki, berikut ini KakaKiky sediakan rangkuman materi praktikum fisika tentang konsep kecepatan, percepatan, dan perubahan momentum.

A. Pengertian Kecepatan

Kecepatan adalah cepat lambatnya perubahan kedudukan suatu benda terhadap waktu dan merupakan besaran vektori, sehingga memiliki arah. Kecepatan diukur dengan menggunakan velocitometer. Kecepatan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus:

v = Δx / Δt

di mana:

• v = kecepatan
• Δx = perubahan posisi benda
• Δt = perubahan waktu

Kecepatan dapat ditentukan dengan mengukur perubahan posisi benda dalam satuan jarak per satuan waktu, seperti meter per detik (m/s) atau mil per jam (mph). Kecepatan juga dapat digambarkan sebagai vektor yang memiliki arah dan besar.

Kecepatan juga dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu kecepatan rata-rata dan kecepatan instanteneus.

1. Kecepatan rata-rata

Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi antara perpindahan dengan selang waktunya. Secara matematis rumus kecepatan rata-rata dapat ditulis sebagai berikut:

v = x­₂ - x­₁/t₂ - t₁

di mana:

• v = kecepatan rata-rata (ms^-1)
• x₁ = titik awal (m)
• x₂ = titik akhir (m)
• t₁ = waktu awal (s)
• t₂ = waktu akhir (s)

2. Kecepatan sesaat (instanteneus)

Kecepatan sesaat suatu benda merupakan kecepatan benda pada suatu waktu tertentu. Untuk menentukannya kita perlu mengukur jarak tempuh dalam selang waktu (Δt) yang sangat singkat.

Rumus kecepatan sesaat dapat dituliskan sebagai berikut:

Keterangan:

• Δx = perpindahan (m)
• Δt = selang waktu (s)
• B. Pengertian Percepatan

Percepatan adalah laju perubahan kecepatan suatu benda saat bergerak, jika kecepatan suatu benda tetap maka dia tidak memiliki percepatan. Percepatan hanya muncul saat kecepatan suatu benda berubah.

Berikut adalah rumus percepatan:

a = Δv / Δt

rumus percepatan rata-rata:

a = perubahan kecepatan/selang waktu = Δv/Δt = v₂ - v₁ / t₂ - t₁

rumus percepatan sesaat:

C. Momentum

Momentum adalah perkalian antara massa benda dengan kecepatan benda tersebut. Momentum merupakan besaran turunan dari massa, panjang, dan waktu. Momentum adalah besaran turunan yang muncul karena ada benda bermassa yang bergerak. Dalam fisika besaran turunan ini dilambangkan dengan huruf “p”.

Persamaan momentum adalah:

p = m.v

Keterangan:

• p = momentum (kg.m s^-1)
• m = massa benda (kg)
• v = kecepatan benda (m.s^-1)

Dapat disimpulkan momentum suatu benda akan semakin besar jika massanya dan kecapatannya makin besar. Ini juga berlaku sebaliknya, semakin kecil massa atau kecepatan suatu benda maka akan semakin kecil pula momentumnya.

1. Hukum kekekalan momentum

Hukum kekekalan momentum (law of conservation of momentum) adalah hukum fisika yang menyatakan bahwa jika tidak ada gaya netto yang bekerja pada suatu sistem, momentum total dalam sistem tersebut akan tetap konstan. Hukum ini dikemukakan oleh Isaac Newton dalam buku "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" pada tahun 1687.

Hukum ini menyatakan bahwa momentum total suatu sistem terjaga jika tidak ada gaya netto yang bekerja pada sistem. Hal ini berarti jika suatu benda A dengan momentum pA bertabrakan dengan benda B dengan momentum pB, maka momentum total setelah tabrakan (pA + pB) sama dengan momentum total sebelum tabrakan (pA + pB).

Hukum ini sangat penting dalam analisis gerak benda dan digunakan dalam berbagai bidang seperti mekanika, astronomi, dan fisika teknik untuk menjelaskan pergerakan benda di dunia nyata.

2. Impuls

Saat sebuah bola ditendang pasti terjadi kontak antara kaki dengan bola. Saat itu pula gaya dari kaki akan bekerja pada bola dalam tempo atau waktu yang sangat singkat. Waktunya hanyalah sepersekian detik, selama terjadi kontak antara kaki dengan bola. Bekerjanya gaya tersebut terhadap bola dalam waktu yang singkat itulah yang disebut dengan impuls.

Lebih sederhananya, impuls adalah perkalian antara gaya (F) dengan selang waktu (t). Impuls bekerja di awal sehingga membuat sebuah benda bergerak dan mempunyai momentum, secara matematis impuls dapat dirumuskan sebagai berikut:

I = F . Δt

Di mana:

• I = impuls (Nt)
• F = gaya (N)
• Δt = waktu (s)

D. Hubungan Antara Impuls Dan Momentum

Salah satu hukum newton mengatakan bahwa gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perkalian massa dengan percepatannya.

F = m.a

Jika kita memasukkan ke dalam rumus maka:

I = F. Δt

Maka:

• I = F. Δt
• I = m.a (t₂ - t₁)
• I = m v/t (t₂ - t₁)
• I = m.v₁ - mv₂

Jadi dapat disimpulkan bahwa “Besarnya impuls yang bekerja atau dikerjakan pada suatu benda sama dengan besarnya perubahan momentum pada benda tersebut”.

E. Tumbukan

Tumbukan dalam fisika adalah peristiwa saat dua atau lebih benda bersentuhan satu sama lain dan saling mempengaruhi gerak mereka. Tumbukan dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu tumbukan elastis (lenting sempurna) dan tumbukan tidak elastis (lenting sebagian).

1. Tumbukan elastis

Tumbukan elastis adalah tumbukan dimana kecepatan sebelum dan sesudah tumbukan sama, dan energi mekanik total sistem tetap konstan.

2. Tumbukan tidak elastis

Tumbukan tidak elastis adalah tumbukan dimana kecepatan sebelum dan sesudah tumbukan berbeda, dan energi mekanik total sistem berubah.

Dalam tumbukan elastis, momentum total sistem tetap konstan sesuai dengan hukum kekekalan momentum. Sementara dalam tumbukan tidak elastis, momentum total sistem tetap konstan tetapi energi mekanik total sistem berubah.

Tumbukan merupakan fenomena yang penting dalam fisika dan digunakan dalam berbagai bidang seperti mekanika, astronomi, dan fisika teknik untuk menjelaskan pergerakan benda di dunia nyata.

3. Faktor yang mempengaruhi tumbukan

Beberapa faktor yang mempengaruhi tumbukan dalam fisika adalah:

• Massa benda: Massa benda yang lebih besar akan menimbulkan gaya yang lebih besar dalam tumbukan.
• Kecepatan benda: Kecepatan benda yang lebih tinggi akan menimbulkan gaya yang lebih besar dalam tumbukan.
• Luas permukaan benda: Luas permukaan benda yang lebih besar akan menimbulkan gaya yang lebih besar dalam tumbukan.
• Kekasaran permukaan benda: Kekasaran permukaan benda akan meningkatkan friksi antar benda selama tumbukan, yang akan menyebabkan perubahan momentum yang lebih besar.
• Koefisien restitusi: Koefisien restitusi menyatakan seberapa elastis suatu tumbukan. Semakin besar koefisien restitusi, semakin elastis tumbukan tersebut.
• Suhu : Suhu yang tinggi dapat meningkatkan jumlah molekul dalam suatu benda yang bergerak secara acak sehingga menyebabkan tumbukan yang lebih keras dan lebih efisien.
• Gaya yang bekerja: gaya yang bekerja pada saat tumbukan akan mempengaruhi besarnya perubahan momentum pada tumbukan tersebut.

Semua faktor di atas akan mempengaruhi tingkat elastisitas tumbukan dan perubahan momentum pada tumbukan.

Nah sobat, itulah ringkasan materi untuk praktikum fisika tentang konsep kecepatan, percepatan, dan perubahan momentum. Semoga ringkasan materi tersebut dapat bermanfaat dan membantu kamu menghemat waktu dalam menulis. Jangan lupa untuk meninggalkan jejak berupa komentar di bawah, wassalamu’alaikum and Be Prepared!