Rumus momentum beserta pengertian, jenis-jenis, dan contoh soal

Brilio.net - Momentum merupakan salah satu materi dalam ilmu fisika yang menggambarkan tingkat kesukaran untuk menghentikan gerak suatu benda. Nggak hanya dipelajari di dalam buku fisika, fenomena momentum juga terjadi di kehidupan sehari-hari. Salah satunya adalah ketika ada kendaraan yang menabrak sebuah benda.

Misalnya, motor dan sepeda dengan kecepatan yang sama bertabrakan dengan tiang. Kerusakan pada motor akan lebih besar daripada kerusakan pada sepeda karena massa motor lebih besar sehingga membuat gerakannya lebih sulit dihentikan. Momentum suatu benda juga dipengaruhi oleh arah pergerakannya.

Momentum suatu benda dapat berubah jika arah benda berubah dan jika kecepatan benda berubah. Nah, supaya lebih memahami tentang momentum, yuk simak rangkuman brilio.net tentang rumus momentum beserta pengertian, jenis-jenis, dan contoh soalnya dari berbagai sumber pada Kamis (12/10).

Pengertian dan rumus momentum.

foto: Istimewa

Dalam ilmu fisika, momentum adalah besaran vektor yang memiliki magnitudo dan arah. Arah momentum objek selalu mengikuti arah gerak objek tersebut. Dua objek dengan massa yang sama dan kecepatan yang sama akan memiliki momentum yang sama jika mereka bergerak dalam arah yang sama, tetapi momentum yang berbeda jika arah geraknya berbeda.

Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa jumlah momentum total dalam suatu sistem tertutup (di mana tidak ada gaya eksternal yang bekerja) akan tetap konstan. Dengan kata lain, jika tidak ada gaya eksternal yang mengubah momentum dalam sistem, maka momentum total sistem akan tetap sama sepanjang waktu. Hukum kekekalan momentum ini sangat penting dalam memahami berbagai aspek gerak objek, termasuk dalam ilmu fisika klasik dan ilmu kinematika.

Momentum adalah besaran fisika yang mengukur sejauh mana suatu objek memiliki "ketidakberubahannya" dalam gerakannya. Momentum suatu objek dinyatakan sebagai hasil perkalian antara massa objek dengan kecepatannya.

Rumus momentum dapat dituliskan sebagai berikut:

p = mv

Di mana:

P adalah momentum (dalam kilogram meter per detik atau kg·m/s).

m adalah massa objek (dalam kilogram atau kg).

v adalah kecepatan objek (dalam meter per detik atau m/s).

Jenis-jenis momentum.

foto: Istimewa

Momentum dalam fisika dapat dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan konteks dan aspek tertentu, yaitu:

1. Momentum Linear (Momentum Translasional)

Momentum linear adalah tipe momentum yang paling umum dan sering kali disebut sebagai "momentum" secara umum. Momentum ini mengukur sejauh mana sebuah objek memiliki ketidakberubahannya dalam gerakannya sepanjang garis lurus.

Rumusnya adalah P= m . v, di mana P adalah momentum, m adalah massa objek, dan v adalah kecepatan objek.

2. Momentum Sudut (Angular Momentum)

Momentum sudut digunakan untuk mengukur ketidakberubahannya benda dalam gerak rotasional atau berputar. Hal ini bergantung pada massa benda, jarak dari pusat rotasi (radius), dan kecepatan angular (kecepatan sudut).

Rumusnya adalah L = I . ω, di mana L adalah momentum sudut, I adalah momen inersia objek, dan ω adalah kecepatan sudut objek.

3. Momentum Foton (Photon Momentum)

Foton adalah partikel elemen dari cahaya yang tidak memiliki massa istirahat, tetapi memiliki momentum karena memiliki energi kinetik. Momentum foton dihitung menggunakan rumus P = E/c, di mana P adalah momentum foton, E adalah energi foton, dan c adalah kecepatan cahaya.

4. Momentum Relativistik (Relativistic Momentum)

Momentum Relativistik adalah momentum yang digunakan dalam teori relativitas Albert Einstein, terutama ketika objek bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Rumusnya adalah p = m0 . v / akar (1-v²/c²), di mana p adalah momentum relativistik, m0 adalah massa istirahat objek, v adalah kecepatan objek, dan c adalah kecepatan cahaya.

5. Momentum Elektronik (Electron Momentum)

Momentum Elektronik adalah momentum yang berkaitan dengan elektron dalam atom. Dalam mekanika kuantum, momentum elektron dinyatakan dalam bentuk fungsi gelombang dan berhubungan dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg.

6. Momentum Gravitasi (Gravitational Momentum)

Momentum Gravitasi adalah konsep teoretis yang berkaitan dengan gravitasi dan dapat terkait dengan benda-benda astronomi seperti planet dan bintang.

Contoh soal dan cara pengerjaan rumus momentum.

foto: Istimewa

1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 20 m/s dan memiliki massa 1000 kg. Berapa besar momentum mobil tersebut?

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

Momentum = 1000 kg × 20 m/s = 20,000 kg·m/s

Jadi, momentum mobil tersebut adalah 20,000 kg·m/s.

2. Sebuah bola tenis memiliki massa 0.1 kg dan bergerak dengan kecepatan 30 m/s. Berapakah momentum bola tenis ini?

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

Momentum = 0.1 kg × 30 m/s = 3 kg·m/s

Jadi, momentum bola tenis tersebut adalah 3 kg·m/s.

3. Sebuah pesawat dengan massa 50,000 kg bergerak dengan kecepatan 250 m/s. Hitunglah momentum pesawat.

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

Momentum = 50,000 kg × 250 m/s = 12,500,000 kg·m/s

Jadi, momentum pesawat tersebut adalah 12,500,000 kg·m/s.

4. Sebuah mobil dengan momentum 15,000 kg·m/s memiliki massa 500 kg. Berapakah kecepatan mobil tersebut?

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

15,000 kg·m/s = 500 kg × kecepatan

kecepatan = 15,000 kg·m/s / 500 kg = 30 m/s

Jadi, kecepatan mobil tersebut adalah 30 m/s.

5. Sebuah sepeda dengan kecepatan 10 m/s memiliki momentum 40 kg·m/s. Berapakah massa sepeda tersebut?

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

40 kg·m/s = massa × 10 m/s

massa = 40 kg·m/s / 10 m/s = 4 kg

Jadi, massa sepeda tersebut adalah 4 kg.

6. Sebuah roket memiliki massa 5000 kg dan bergerak dengan kecepatan 300 m/s. Hitunglah momentum roket.

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

Momentum = 5000 kg × 300 m/s = 1,500,000 kg·m/s

Jadi, momentum roket tersebut adalah 1,500,000 kg·m/s.

7. Sebuah truk dengan massa 8,000 kg bergerak dengan kecepatan 12 m/s. Berapa besar momentum truk tersebut?

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

Momentum = 8,000 kg × 12 m/s = 96,000 kg·m/s

Jadi, momentum truk tersebut adalah 96,000 kg·m/s.

8. Sebuah kereta api dengan kecepatan 36 m/s memiliki momentum 18,000 kg·m/s. Berapakah massa kereta api tersebut?

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

18,000 kg·m/s = massa × 36 m/s

massa = 18,000 kg·m/s / 36 m/s = 500 kg

Jadi, massa kereta api tersebut adalah 500 kg.

9. Sebuah bola dengan massa 0.2 kg bergerak dengan kecepatan 25 m/s. Hitunglah momentum bola tersebut.

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

Momentum = 0.2 kg × 25 m/s = 5 kg·m/s

Jadi, momentum bola tersebut adalah 5 kg·m/s.

10. Sebuah pesawat dengan momentum 60,000 kg·m/s memiliki kecepatan 300 m/s. Berapakah massa pesawat tersebut?

Jawaban:

Momentum = massa × kecepatan

60,000 kg·m/s = massa × 300 m/s

massa = 60,000 kg·m/s / 300 m/s = 200 kg

Jadi, massa pesawat tersebut adalah 200 kg.