Name: Momentum Linear
Uploaded: 2023-08-16

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas tentang momentum linear dalam Fisika Dasar 1. Momentum linear didefinisikan sebagai hasil perkalian antara massa benda dengan kecepatannya, yang merupakan besaran vektor. Momentum digunakan untuk menggambarkan keadaan kondisi suatu benda bergerak secara vektor, berbeda dengan energi kinetik yang bersifat skalar. Konsep momentum ini berkaitan dengan hukum Newton kedua, dimana gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan perubahan momentum persatuan waktu. Dengan memandang sistem partikel sebagai titik pusat massa, total momentum sistem dapat diwakili oleh titik pusat massa. Selain itu, hubungan antara gaya dan momentum diperdalam dengan memperkenalkan besaran impuls.

Baik, setelah kita mempelajari tentang pusat masa dan bagaimana kita melihat bahwa setiap benda itu bisa kita lihat sebagai benda titik

dan tentu saja benda juga kita bisa pandang sebagai kumpulan titik-titik jadi satu sistem itu sistem partikel yang banyak

dan kita bisa representasi banyak titik penyusun sistem itu jadi satu titik saja lalui kuasa titik pusat masa.

Kita akan masuk ke bagian selanjutnya yaitu terkait dengan momentum dan disini secara khusus kita bahas tentang momentum linear.

Jadi definisinya momentum linear itu adalah hasil pekalian besaran, vektor, pekalian antara masa satu benda dengan kecepatannya

atau di sisi lain kita bisa bayangkan kalau sebelumnya pada saat kita menggambarkan energi kita menggambarkan kuantitas skalar

dari si keadaan atau kondisi dari sistem artinya ketika dia sedang bergerak dia punya kelajuan V kita bisa definisikan energi kinetiknya berapa.

Sedangkan kalau kita bicara soal posisi kita bisa menggambarkan posisi suatu sistem atau suatu benda dengan energi potensialnya.

Sekarang karena kuantitasnya skalar maka keadaan sistem hanya digambarkan secara skalar saja.

Bagaimana kalau misalnya sistem bergerak dengan arah tertentu, bagaimana kita bisa membedakan benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu ke arah kanan dengan ke arah kiri?

Karena energi kinetik, besaran energi kinetik hanya menggambarkan keadaan benda ketika sedang bergerak dan kelajuan tertentu.

Oleh karena itu kita punya satu besaran lagi untuk menggambarkan keadaan kondisi suatu benda atau karakter dari suatu gerak benda melalui besaran vektor.

Nah disini karakternya digambarkan dalam besaran kecepatan, sehingga kita definisikan momentum.

Nah disini geraknya gerak lurus adalah kelainan dari masa dikaitkan dengan kecepatan.

Pendefinisian ini tentu saja tidak lepas dari bagaimana kita memandang hukum Newton dengan cara berbeda.

Sama halnya ketika kita melihat definisi usaha dengan energi, dimana energi kinetik dan energi potensial kita bisa dapatkan ekspresinya

itu dari bagaimana kita melihat hukum Newton 2 dengan cara yang berbeda.

Nah kalau kita lihat dari hukum Newton yang kedua, kita recall lagi hukum yang kedua adalah gaya sebanding dengan masa dikaitkan bercepatan.

Definisi percepatan kita tahu adalah turunan dari kecepatan persatuan waktu.

Karena masa itu bukanlah fungsi waktu, jadi masa akan selalu konstan di pembahasan kita kali ini,

maka masa bisa kita substitusikan masukkan ke dalam operasi diferential tanpa mengubah arti dari operasi diferential percepatan tadi.

Nah lalu Anda bisa lihat disini, kita bisa lihat ada satu besaran hasil perkalian dari masa dengan kecepatan

yang perubahannya atau rasio perubahannya terhadap waktu itu akan sebanding dengan gaya.

Artinya kalau kita definisikan momentum adalah masa dikaitkan dengan kecepatan,

kita akan dapat hubungan bahwa gaya yang diberikan pada suatu benda itu akan sebanding dengan perubahan momentum

atau perubahan besaran tertentu, perubahan keadaan benda persatuan waktu.

Karena gaya adalah besaran vektor, maka perubahan kondisi benda secara vektor itu bisa ditunjukkan dari bagaimana momentum itu berubah.

Sekarang kita lihat misalkan ada sistem partikel yang hampir sama seperti yang kita pelajari ketika kita mempelajari pusat masa.

Ada M1 disini, ada M2, ada M3, ini sebarang saja.

Misalkan mereka masing-masing punya kecepatan tertentu yaitu V1, V2, dan V3.

Sehingga dengan meninjau posisi pusat masa, lalu kita tinjau kecepatan pusat masanya,

kita bisa hitung kecepatan pusat masa dari tiga sistem partikel ini adalah M1 V1 ditambah dengan M2 V2 ditambah dengan M3 V3

dibagi dengan M total, dimana M totalnya adalah jumlah masa dari tiga partikel pada sistem tersebut.

Kita misalkan, karena disini angkanya tidak saya spesifikasi, kita misalkan titiknya ada pada titik yang saya gambar di warna kuning disini.

Misalkan begitu ya, kalau kita bisa lihat.

Artinya, kalau kita gabungkan definisi momentum dengan bagaimana pusat masa bekerja,

jumlah momentum total dari sistem itu adalah M1 V1 ditambah M2 V2 ditambah M3 V3.

Dari definisi jumlah momentum dengan kecepatan pusat masa,

kita bisa dapatkan hubungannya bahwa jumlah momentum itu sebanding dengan masa total dikalikan kecepatan pusat masa.

Perubahan momentum dari sistem itu sama saja dengan masa dikalikan VPM,

atau kalau kita lihat disini, ini akan sama saja seperti momentum total.

Jadi jumlah seluruh momentum penyusun dari sistem partikel itu bisa sama kita bayangkan momentum total dari sistemnya,

Lalu kalau kita substitusi ke, kita tinjau untuk hukum Newtonnya,

dimana kita turunkan dia terhadap waktu, maka sisi kanan juga terhadap waktu,

dimana M tidak berubah terhadap waktu, maka saya keluarkan dari operasi diferensial,

kita akan dapatkan hubungannya gaya total yang bekerja pada sistem, artinya maksudnya gini,

M1 mungkin mengalami gaya F1, M2 mungkin mengalami gaya F2, M3 mungkin mengalami gaya F3.

Gaya resultan, gaya total, atau saya sebut gaya F net disini,

itu akan sebanding dengan M besar atau M total dikalikan dengan A pusat masa.

Nah ini yang sebelumnya kita kerjakan di pembahasan kita soal dinamika,

bahwa ada titik yang merepresentasikan sistem masa.

Soalnya kalau Anda perhatikan ya, kalau kita bicara soal kapur misalnya,

ketika melempar kapur, sebenarnya setiap partikel penyusun kapur itu mengalami gaya.

Tapi dengan memandangnya sebagai benda titik dan merepresentasikannya dengan titik pusat masa dari kapur tersebut,

gaya total yang bekerja itu akan sebanding dengan percepatan yang dialami oleh titik pusat masa yang kita tinjau.

Artinya, apa yang asumsinya kita sudah ambil di depan itu masih konsisten hingga sekarang.

Selanjutnya, kita akan lebih perdalam lagi bagaimana hubungan antara gaya dengan momentum

dengan memperkenalkan satu besaran lain yang kita sebut sebagai impuls.