MOMENTUM: IMPULS

Apa itu Impuls?

Impuls adalah besaran fisika yang menggambarkan perubahan momentum suatu benda akibat gaya yang bekerja selama selang waktu tertentu.

Persamaan Impuls: I=F⋅ΔtI = F \cdot \Delta tI=F⋅Δt di mana:
- III = impuls (Newton detik, N⋅sN \cdot sN⋅s)
- FFF = gaya (Newton, NNN)
- Δt\Delta tΔt = selang waktu gaya bekerja (detik, sss)

Hubungan Impuls dan Momentum

Impuls secara langsung terkait dengan perubahan momentum suatu benda, sesuai dengan Hukum Kedua Newton dalam bentuk impuls-momentum:I=ΔpI = \Delta pI=Δp F⋅Δt=m⋅ΔvF \cdot \Delta t = m \cdot \Delta vF⋅Δt=m⋅Δv

di mana:

p=m⋅vp = m \cdot vp=m⋅v adalah momentum (kg⋅m/skg \cdot m/skg⋅m/s).
Perubahan momentum (Δp\Delta pΔp) adalah hasil kali massa (mmm) dan perubahan kecepatan (Δv\Delta vΔv).

Artinya, impuls adalah cara lain untuk menggambarkan bagaimana gaya mengubah gerakan benda.

Pemahaman Sederhana

Jika gaya yang besar bekerja dalam waktu singkat, hasilnya bisa sama dengan gaya kecil yang bekerja dalam waktu lama, selama impulsnya sama.
- Contoh: Anda menghentikan bola dengan tangan Anda:
  - Jika bola disentuh perlahan, gaya kecil bekerja dalam waktu lama.
  - Jika bola dihentikan mendadak, gaya besar bekerja dalam waktu singkat.

Contoh Perhitungan Impuls

Contoh 1:

Sebuah bola dengan massa 2 kg dipukul dengan gaya sebesar 50 N selama 0.1 detik. Berapakah impulsnya?I=F⋅ΔtI = F \cdot \Delta tI=F⋅Δt I=50⋅0.1I = 50 \cdot 0.1I=50⋅0.1 I=5 N⋅sI = 5 \, N \cdot sI=5N⋅s

Jawaban: Impuls yang diberikan adalah 5 N⋅s5 \, N \cdot s5N⋅s.

Contoh 2:

Sebuah mobil dengan massa 1000 kg mempercepat dari 10 m/s menjadi 20 m/s. Berapakah impuls yang diterima mobil?Δp=m⋅Δv\Delta p = m \cdot \Delta vΔp=m⋅Δv Δp=1000⋅(20−10)\Delta p = 1000 \cdot (20 – 10)Δp=1000⋅(20−10) Δp=10,000 N⋅s\Delta p = 10,000 \, N \cdot sΔp=10,000N⋅s

Jawaban: Impuls yang diterima mobil adalah 10,000 N⋅s10,000 \, N \cdot s10,000N⋅s.

Aplikasi Impuls dalam Kehidupan

Olahraga:
- Ketika bola dipukul, seperti dalam tenis atau baseball, impuls menentukan seberapa cepat bola bergerak setelah terkena pukulan.
- Sarung tinju dirancang untuk memperpanjang waktu kontak sehingga mengurangi gaya langsung pada wajah lawan.
Industri Otomotif:
- Sabuk pengaman dan airbag bekerja dengan memperpanjang waktu perlambatan saat tabrakan, sehingga mengurangi gaya impulsif yang diterima tubuh.
Roket dan Satelit:
- Dorongan (thrust) diberikan dalam waktu tertentu untuk mengubah momentum roket atau satelit dalam penerbangannya.
Olahraga Air:
- Ketika berenang atau bermain kayak, dorongan dayung memberikan impuls ke air, menghasilkan gerakan maju.
Fasilitas Peluncuran:
- Mesin peluncur menggunakan impuls besar untuk memberikan kecepatan tinggi pada proyektil dalam waktu singkat.

Keunikan Impuls

Kompensasi Gaya dan Waktu:
Dengan memperpanjang waktu kontak, gaya yang diterima dapat dikurangi tanpa mengubah total impuls. Misalnya, saat Anda menangkap bola, tangan Anda bergerak ke belakang untuk mengurangi gaya yang dirasakan.
Skala Waktu Kritis:
Dalam ledakan atau tabrakan, impuls sangat besar terjadi dalam waktu yang sangat singkat, menghasilkan gaya ekstrem.