Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari

Uncategorized3,709 views

Hukum Kekekalan Momentum

Kekekalan momentum adalah hukum umum fisika, yang menyatakan bahwa nilai momentum tidak pernah berubah dan tetap konstan dalam kumpulan benda yang terisolasi.

Dengan kata lain, hukum kekekalan momentum dapat digambarkan sebagai besaran fisika yang tetap sebelum dan sesudah tumbukan dua benda atau lebih dalam suatu sistem, yaitu dalam kasus tumbukan antara dua benda atau lebih, nilai momentum sebelum tumbukan selalu sama dengan nilai momentum setelah tumbukan.

Untuk memahami konsep kekekalan momentum, seseorang harus memiliki pengetahuan yang baik tentang istilah fisika momentum. Momentum adalah besaran fisika yang cenderung menggambarkan besaran gerak yang ada pada benda yang bergerak.

Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari

Secara matematis, momentum didefinisikan sebagai perkalian silang antara massa dan kecepatan. Karena kecepatan adalah besaran vektor, besaran yang diperoleh sebagai hasil perkalian silang antara kecepatan dan massa, yaitu momentum, juga dapat dimasukkan ke dalam kategori besaran fisika vektor.

Ini berarti bahwa momentum dapat digambarkan dengan bantuan nilai besaran dan arah. Arah momentum suatu benda sama dengan arah kecepatannya. Satuan SI untuk momentum adalah kilogram meter per detik. Momentum berbanding lurus dengan massa suatu benda dan kecepatan gerak benda dalam arah tertentu.

Ini berarti bahwa perubahan massa atau besaran fisika kecepatan suatu benda menyebabkan perubahan yang sebanding dalam nilai momentumnya. Sebuah benda yang berada dalam keadaan diam tidak memiliki momentum karena besarnya kecepatan benda diam selalu sama dengan nol.

Semua benda yang ada di alam semesta cenderung mengikuti hukum kekekalan momentum terlepas dari ukuran, bentuk, lokasi, posisi, dan parameter fisik atau kimia lainnya. Secara matematis, konsep kekekalan momentum merupakan hasil dari homogenitas ruang. Ini menyiratkan bahwa hukum fisika seperti hukum kekekalan momentum tidak bergantung pada posisi benda yang sedang dipertimbangkan.

Jenis Kekekalan Momentum

Secara umum ada dua jenis hukum kekekalan momentum dalam kehidupan nyata, yaitu hukum kekekalan momentum linier dan hukum kekekalan momentum sudut.

1. Hukum Kekekalan Momentum Linier

Hukum kekekalan momentum linier pada dasarnya menyatakan bahwa momentum yang dimiliki oleh suatu benda tetap konstan kecuali atau sampai ada gaya luar yang bekerja. Konsep kekekalan momentum linier didasarkan pada hukum pertama Newton tentang gerak, yang menyatakan bahwa suatu benda cenderung untuk mempertahankan keadaan gerak atau istirahatnya terus menerus sampai terganggu oleh gaya eksternal.

Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari

2. Hukum Kekekalan Momentum Sudut

Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa suatu benda cenderung mempertahankan keadaan momentum sudutnya sampai bertemu dengan gaya torsi eksternal. Dalam kasus momentum sudut, selain massa, momen inersia dipertimbangkan; sedangkan, sebagai ganti kecepatan yang digunakan benda untuk bergerak, kecepatan sudut yang digunakan untuk benda berputar yang ditujukan.

Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari

Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari

Ada berbagai aplikasi kehidupan nyata yang menggunakan konsep kekekalan momentum untuk operasi dan kerja dasarnya. Berikut beberapa contoh dari beberapa aplikasi tersebut tercantum di bawah ini:

1. Mekanisme Pistol dan Peluru

Mekanisme penembakan peluru dari pistol cenderung menjadi contoh yang menonjol dari kekekalan momentum dalam kehidupan nyata. Saat pelatuk pistol ditarik, mekanisme internal pistol diaktifkan dan peluru ditembakkan ke arah depan.
Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari
Kecepatan peluru bertambah saat bergerak maju. Ini secara proporsional meningkatkan momentum peluru. Untuk menyeimbangkan peningkatan momentum yang disebabkan oleh pergerakan peluru dalam sistem, pistol ditarik kembali ke arah yang berlawanan dengan kekuatan yang sama besarnya. Akibatnya, momentum menjadi kekal dalam sistem dan hukum kekekalan momentum terbukti.
Mekanisme pistol dan peluru juga membantu menunjukkan keberadaan hukum gerak ketiga Newton dalam kehidupan nyata.

2. Balon yan Mengembang

Balon yang mengembang adalah contoh lain dari benda-benda yang ada di sekitar kita yang menunjukkan hukum kekekalan momentum. Ketika balon yang mengembang dengan baik dengan udara dilepaskan ke lingkungan, molekul udara yang ada di dalam strukturnya mulai bergerak cepat ke luar ke lingkungan.
Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari
Pergerakan molekul udara yang cepat berarti peningkatan kecepatan yang dimiliki oleh mereka dan peningkatan kecepatan menunjukkan peningkatan nilai momentum. Untuk menyeimbangkan peningkatan nilai momentum dalam sistem, balon mulai bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah gerakan molekul udara, sehingga melindungi momentum dan menampilkan hukum kekekalan momentum dalam kehidupan nyata.Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari

3. Bandul Newton

Bandul Newton adalah salah satu contoh terbaik dari objek kehidupan nyata yang membantu dengan mudah menunjukkan hukum kekekalan momentum serta hukum kekekalan energi dalam kehidupan nyata. Bandul Newton umumnya dianggap sebagai mainan fisika, peralatan eksperimental, atau barang dekoratif. Alat ini biasanya terdiri dari bingkai logam kayu atau baja dan empat hingga lima bola bola logam. Bola bulat melekat pada dasar balok atas bingkai pada jarak yang sama dengan bantuan tali atau kabel yang kencang sempurna.
Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari
Bola bulat memiliki nilai massa yang sama dan menggantung beberapa milimeter di atas dasar bingkai. Hukum kekekalan momentum dan energi dapat ditunjukkan dengan mudah dengan bantuan bandul Newton dengan menarik ‘n’ sejumlah bola bulat ke satu sisi perangkat dan melepaskannya setelah beberapa waktu dari kejauhan.
Karena gerakan bandul yang ditunjukkan oleh bola, bola cenderung berayun ke arah bola yang berada dalam keadaan diam dan mengalami tumbukan. Ini mengarah pada transfer energi dari satu bola ke bola lain dan seterusnya hingga energi mencapai bola yang ada di tepi ekstrem susunan.
Sebagai hasil dari transfer energi dan momentum antara bola, jumlah bola yang sama dipindahkan ke jarak yang sama di sisi lain mainan. Prosedur yang sama dapat diulang lagi dan lagi dengan mengubah jumlah bola yang ditarik dan dilepaskan untuk memeriksa apakah jumlah bola yang sama dipindahkan ke sisi lain mainan, dengan demikian membuktikan keberadaan hukum kekekalan energi dan momentum dalam kehidupan nyata.

4. Tabrakan Dua Benda

Seseorang dapat dengan mudah memahami hukum kekekalan momentum dengan mengamati proses lengkap tumbukan dua benda yang bergerak dengan kecepatan masing-masing terhadap satu sama lain. Untuk tujuan ini, misalkan dua benda, katakanlah dua bola bermassa m1 dan m2 bergerak ke arah satu sama lain dengan kecepatan masing-masing v1 dan v2.
Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari
Kedua benda atau bola cenderung saling bertabrakan ketika jarak antara keduanya hampir sama dengan nol. Akibat tumbukan, kedua bola mengalami gaya-gaya yang sama besarnya dalam arah yang berlawanan yang menyebabkan bola-bola bergerak ke arah yang berlawanan. Besarnya gaya yang bekerja pada masing-masing bola dapat dihitung dengan mengevaluasi laju perubahan momentum bola.
Dapat diamati secara teoritis maupun dalam praktik bahwa jumlah momentum kedua bola sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum kedua bola setelah tumbukan. Gaya tumbukan yang dihasilkan akibat tumbukan meningkat dengan bertambahnya massa dan kecepatan benda.
Ini berarti bahwa objek yang bergerak dengan kecepatan yang lebih besar atau objek yang memiliki nilai massa yang jauh lebih besar dapat menyebabkan kerusakan parah atau menghasilkan gaya tumbukan berkekuatan tinggi karena objek tersebut pada akhirnya memiliki momentum berkekuatan tinggi.

5. Biliar dan Snooker

Permainan biliar dan snooker cenderung membentuk contoh lain dari aplikasi yang membantu dengan mudah menunjukkan hukum kekekalan momentum dalam kehidupan nyata. Keduanya, permainan biliar dan snooker tampak serupa karena dimainkan pada jenis pengaturan permainan yang serupa. Namun, perbedaan dari kedua permainan tersebut adalah bahwa biliar dimainkan di meja permainan yang tidak memiliki kantong, sedangkan meja permainan permainan snooker berisi banyak kantong.
Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari
Juga, permainan biliar dimainkan dengan bantuan tiga bola permainan, sedangkan snooker dimainkan dengan sembilan hingga lima belas bola. Pemain yang memainkan salah satu dari dua permainan memukul bola dalam urutan tertentu dengan bantuan tongkat biliar.
Akibatnya, bola mulai bergerak dengan nilai kecepatan dan mengembangkan momentum. Momentum tetap kekal di dalam sistem selama proses berlangsung. Jika bola-bola yang bergerak saling bertabrakan, besar dan arah momentum yang dimiliki oleh masing-masing bola diubah sedemikian rupa sehingga dapat dibenarkan bahwa jumlah momentum total dalam sistem sebelum tumbukan selalu sama dengan jumlah momentum dalam sistem. sistem setelah tumbukan.

6. Bowling

Bowling adalah permainan lain yang membantu seseorang dengan mudah memahami konsep hukum kekekalan momentum dalam kehidupan nyata. Bowling pada dasarnya adalah olahraga target yang bertujuan untuk menggelindingkan bola logam berat di sepanjang jalur permainan ke arah tumpukan pin yang diatur secara teratur sehingga menjatuhkan pin sebanyak mungkin ke tanah.
Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari
Ketika pemain menggelindingkan bola bowling, ia mulai bergerak dan mengembangkan kecepatan. Akibatnya, sejumlah besar momentum terbentuk di bola yang bergulir. Pada saat tertentu ini, pin tidak bergerak sama sekali, dan karenanya tidak memiliki momentum karena nilai kecepatan awal pin tetap dipertahankan sama dengan nol.
Saat bola bowling mengenai pin, kondisi diam pin akan terpengaruh dan pin mulai bergerak. Ini berarti bahwa setelah dan selama tumbukan, pin mulai mendapatkan kecepatan dan memiliki momentum. Dalam kasus seperti itu, dapat diamati bahwa momentum yang dimiliki oleh benda-benda yang berbeda dalam sistem permainan bowling sebelum dan sesudah tumbukan tetap kekal selama proses berlangsung, sehingga hukum kekekalan momentum dapat diverifikasi dengan mudah dengan mengamati permainan bowling.

7. Roket

Roket adalah pesawat ruang angkasa atau kendaraan pesawat yang biasanya menggunakan daya dorong yang dihasilkan oleh mesin roket untuk penerbangannya. Roket umumnya diluncurkan ke luar angkasa dan digunakan untuk berbagai aplikasi penelitian dan pengembangan ilmiah. Bahan bakar yang digunakan oleh roket biasanya mencakup hidrogen cair, oksigen cair, hidrogen peroksida, hidrazin, dll.
Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari
Komposisi kimia bahan bakar roket cenderung menghasilkan sejumlah besar energi yang dapat membantu tubuh kendaraan yang besar untuk menembak lurus ke atas dan bisa diluncurkan ke luar angkasa. Jenis bahan bakar yang digunakan oleh roket harus dipilih dengan cermat berdasarkan jenis aplikasi, jumlah beban yang ada di dalam roket, jenis bahan yang digunakan untuk konstruksi kendaraan, dan sifat fisik roket.
Hukum kekekalan momentum dapat dengan mudah diamati dengan melihat penerbangan roket. Ini karena jika kita mengamati dengan cermat arah bahan bakar yang keluar dari roket dan arah peluncuran roket, kita akan menemukan bahwa keduanya persis berlawanan satu sama lain. Juga, besarnya gaya yang diberikan oleh bahan bakar roket ke tanah seimbang dan sebanding dengan besarnya gaya dorong ke atas yang digunakan roket untuk bergerak ke atas.
Artinya momentum yang dimiliki oleh bahan bakar roket dan badan roket seimbang sempurna dan tetap kekal dalam sistem selama proses berlangsung, sehingga roket dengan sempurna menunjukkan penerapan hukum kekekalan momentum dalam kehidupan nyata.

8. Kembang Api

Kembang api pada dasarnya adalah mainan yang mengandung berbagai zat kimia berbahaya namun tidak berbahaya yang dipicu karena perubahan suhu atau nilai tekanan atau penerapan gaya mekanis. Sebagian besar kembang api mengarah pada pembentukan pola cahaya kreatif berwarna-warni di sekitarnya. Warna partikel cahaya yang dipancarkan oleh kembang api biasanya tergantung pada jenis bahan kimia yang terkandung dalam struktur internal kembang api.
Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari
Dapat diketahui dengan mudah saat menyalakan kembang api bahwa arah gerak kembang api berlawanan dengan arah pelepasan energi dari zat-zat kimia yang dikandung oleh petasan. Hasil kali massa dan kecepatan kembang api memberikan momentum kembang api, sedangkan kecepatan pelepasan atau konsumsi bahan kimia dikalikan massa bahan kimia memberikan momentum komposisi kimia kembang api.
Arah momentum kembang api sama dengan arah kecepatan geraknya di lingkungan. Demikian juga, arah momentum zat kimia sama dengan arah kecepatan pelepasan atau konsumsinya. Nilai total momentum yang terkandung dalam sistem selama proses ketika kembang api dinyalakan dan setelah dipicu dengan benar tetap konstan. Ini menunjukkan penerapan yang menonjol dari hukum kekekalan momentum dalam kehidupan nyata.

9. Rotasi Bumi

Rotasi bumi adalah contoh klasik dari hukum kekekalan momentum sudut karena terbukti, bumi berputar sepanjang porosnya sejak pembentukan tata surya. Sampai saat ini, rotasi bumi belum terpengaruh oleh gaya torsi atau torsi eksternal, yang berarti momentum sudut bumi masih tetap dan sama seperti pada awalnya.

10. Memutar Benda

Memutar piring atau bola dengan jari atau tongkat adalah contoh lain penerapan hukum kekekalan momentum sudut dalam kehidupan nyata. Hal ini karena dalam hal ini benda terus berputar atau mempertahankan keadaan gerak rotasi terus menerus sepanjang sumbunya sampai terpengaruh oleh gaya luar seperti hambatan atau gaya hambat udara, gaya gravitasi, gaya otot, dll.
Beberapa Contoh Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *