Melayani siapa saja untuk belajar fisika kapan saja dan dimana saja

Saturday, March 20, 2021

Impuls dan Aplikasinya dalam Kehidupan Sehari-hari

Impuls dan Aplikasinya dalam Kehidupan Sehari-hari    

impuls
Sahabat fisioner kali ini kita akan membahas topik tentang impuls dan aplikasinya dalam kehidupan sehari hari. Terdapat beberapa penerapan konsep impuls dalam kehidupan sehari-hari. Pernahkan sahabat fisioner memperhatikan sebuah helm? Mengapa di bagian tengah helm selalu ada gabus/spon? Nah pertanyaan ini bisa sahabat fisioner jawab setelah mempelajari topik impuls berikut ini.

Topik: Impuls dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari

Impuls

Kita telah mengetahui bahwa yang menyebabkan suatu benda diam menjadi bergerak adalah gaya. Misalnya: bola golf yang mula-mula diam akan bergerak ketika gaya pukulan stik golf anda bekerja pada bola golf tersebut. Gaya pukulan stik golf anda pada bola golf termasuk gaya kontak yang bekerja hanya dalam waktu yang singkat. Gaya seperti ini disebut gaya impulsif. Perkalian antara gaya tersebut dengan selang waktu gaya itu bekerja pada benda disebut Impuls.
rumus impuls
Impuls adalah hasil kali antara besaran vektor gaya F dengan besaran skalar selang waktu Dt, sehingga impuls termasuk besaran vektor. Arah impuls I searah dengan arah gaya impulsif F.
Impuls
Jika gaya impulsif F, yang berubah terhadap selang waktu Dt, dapat anda gambarkan grafik F-t nya, maka luas arsir dalam selang waktu Dt, dimana Dt= t2 - t1, sama dengan luas arsir di bawah grafik F-t, dengan batas nilai dari t1 sampai dengan t2 (Perhatikan gambar di atas).

Contoh Soal

1. Sebuah bola golf dipukul dengan gaya 20 N dalam selang waktu 0,5 sekon. Tentukan Impuls yang bekerja pada bola golf tersebut!

Penyelesaian
Diketahui
F = 20 N
Dt = 0,5 sekon
Ditanyakan: I = ……?
Jawab:
I = F. Dt = 20 N × 0,5 s = 10 Ns
Jadi besarnya impuls yang bekerja pada bola golf tersebut adalah 10 Ns.

2. Perhatikan gambar berikut! 
Tentukanlah besar impulsnya!

Penyelesaian
Diketahui:
Gaya 10 N bekerja selama selang waktu t = 6 – 4 = 2 s. 
Ditanyakan: I = ....?
Jawab
Besarnya impuls sama dengan Luas daerah yang diarsir di bawah grafik F terhadap t
I = (10 N) × (2 s) = 20 Ns.
Jadi besanya Impuls yang dilakukan gaya tersebut adalah 20 Ns.

3. Pada sebuah benda yang dikenai gaya bekerja impuls sebesar 200 Ns. Jika gaya bekerja dalam selang waktu 2 sekon, hitunglah besar gaya tersebut!

Penyelesaian
Diketahui:
I = 200 Ns
Dt = 2 s
Ditanyakan: F = ...?
Jawab:
I = F x Dt
200 = F x 2
F = 200/2 = 100 N
Jadi besar gaya tersebut adalah 100 N.

Dari persamaan impuls dapat disimpulkan bahwa gaya dan selang waktu berbanding terbalik. Perhatikan tabel berikut:    

Gaya (N)
Waktu (s)
Impuls (Ns)
200
1
200
100
2
200
50
4
200
25
8
200
20
10
200
2
100
200
0,2
1000
200

Besarnya impuls yang dibentuk adalah sebesar 200 Ns, namun besar gaya dan selang waktu gaya tersebut bekerja pada benda bervariasi. Dari Tabel tersebut, dapat dilihat bahwa jika waktu terjadinya tumbukan semakin besar (lama), gaya yang bekerja pada benda akan semakin kecil. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa waktu kontak antara gaya dan benda sangat mempengaruhi besar gaya yang bekerja pada benda saat terjadi tumbukan.

Aplikasi Impuls dalam Keseharian dan Teknologi

Sebelum kita bahas aplikasi impuls dalam keseharian dan teknologi, coba disimak dua kasus sederhana berikut ini:
1. Seorang anak menendang sebongkah batu bermassa 1 kg dan bersentuhan selama 0,001 s untuk mempercepat batu dari keadaan diam (v1 = 0) menjadi v2 = 10 m/s. Gaya impulsif yang dikerjakan batu pada kaki anak adalah:
2. Sekarang anak itu menendang bola sepak yang juga bermassa 1 kg dan bersentuhan selama 0,01 s (sepuluh kali lebih lama daripada batu) untuk mempercepat bola dari keadaan diam menjadi 10 m/s. Gaya impulsif yang dikerjakan bola pada kaki anak itu adalah:
Dua kasus diatas dengan jelas menunjukkan bahwa rasa sakit bukanlah disebabkan oleh impuls, melainkan oleh gaya impulsif. Untuk besar impuls yang sama, impuls yang berlangsung dalam selang waktu kontak yang lebih lama menghasilkan gaya impulsif yang lebih kecil, sehingga lebih tidak menyakitkan anda. Prinsip memperlama selang waktu kontak bekerjanya impuls agar gaya impulsif yang dihasilkan menjadi lebih kecil, banyak diaplikasikan dalam peristiwa keseharian.
 
1. Mengapa di bagian dalam helm selalu ada gabus/sponnya?
Ketika terjadi benturan, misalkan impuls yang dihasilkan oleh helm tanpa spon dan helm dengan spon adalah sama. Tetapi selang waktu kontak antara helm dengan spon lebih lama dibandingkan dengan helm tanpa spon. Hal ini akan menghasilkan gaya impulsif yang lebih kecil. Gaya impulsif yang lebih kecil akan memberikan rasa sakit yang lebih kecil. Sehingga helm dengan spon akan mengurangi rasa sakit jika terjadi benturan.

2. Mengapa pertandingan atau latihan judo selalu diadakan di atas matras?
Ketika pejudo dibanting di atas matras atau lantai, impuls yang dialaminya sama. Tetapi karena selang waktu kontak antara punggung pejudo dan matras berlangsung lebih lama daripada antara punggung pejudo dan lantai, maka gaya impulsif yang dikerjakan matras pada punggung lebih kecil daripada gaya impulsif yang dikerjakan lantai pada punggung. Sebagai akibatnya, pejudo yang dibanting di lantai tidak dapat menahan rasa sakit akibat bantingan yang dialaminya.

3. Mengapa karateka selalu menarik kepalan tangannya secara cepat sewaktu memukul lawannya?
Ini dimaksudkan agar selang waktu kontak antara kepalan tangan karateka dan badan lawan yang dipukulnya berlangsung sesingkat mungkin sehingga lawannya menderita gaya impulsif yang lebih besar.

4. Mengapa ketika kita membeli barang elektronik baru seperti TV, di dalam kardus TV tersebut pasti ada gabus yang membungkus TV tersebut?
Ini dimaksudkan agar ketika kardus TV itu terjatuh atau terbentur sesuatu, waktu kontak sampai mengenai TV menjadi lebih lama. Dengan waktu kontak yang lebih lama, maka gaya impulsif yang dihasilkan akan lebih kecil. Gaya impulsif yang kecil, akan memungkinkan kerusakan TV bisa dihindari.

Demikianlah penjelasan tentang konsep impuls dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga memberikan wawasan dan memberikan semangat untuk senantiasa belajar fisika.

No comments:

Post a Comment