IMPULS DAN
MOMENTUM
1
KATA PENGANTAR
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas terselesaikannya modul
pembelajaran fisika pada materi Momentum dan Impuls berbasis model problem
based learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan kemampuan
pemecahan masalah peserta didik SMA kelas X semester 2. Semoga dengan modul
ini dapat menjadi upaya untuk mencapai kompetensi yang diharapkan.
Modul ini dibuat untuk membantu siswa dalam proses belajar mandiri. Dengan
adanya modul ini siswa bisa belajar secara mandiri di manapun siswa ingin belajar,
tidak hanya saat pembelajaran di sekolah. Pembuatan modul ini juga merupakan
salah satu penyampaian materi agar siswa mampu mencapai kompetensi melalui
proses belajar dan menjadi upaya untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis
dan kemampuan pemecahan masalah pada materi momentum dan impuls.
Akhir kata, semoga dengan adanya modul ini dapat membimbing dan
membantu siswa dengan baik dalam rangka mencapai kompetensi yang diharapkan.
Yogyakarta, Maret 2023
Penulis
ii
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...............................................................................................................i
Kata Pengantar ........................................................................................................... ii
Daftar Isi .................................................................................................................... iii
Peta Konsep .................................................................................................................. iv
Kompetensi Inti............................................................................................................ v
Kompetensi Dasar ........................................................................................................ v
Indikator Pencapaian Kompetensi.......................................................................... vi
Tujuan Pembelajaran ................................................................................................. vi
Petunjuk Penggunaan Modul................................................................................... vii
Kegiatan Pembelajaran Momentum dan Impuls .................................................. 1
A. Orientasi Masalah ............................................................................................... 1
B. Mengorganisasikan Siswa .................................................................................. 2
C. Melakukan Investigasi ....................................................................................... 3
D. Menyajikan Hasil ................................................................................................. 3
E. Analisis Dan Evaluasi .......................................................................................... 4
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 11
iii
PETA KONSEP
iv
KOMPETENSI INTI
1. Menghargai dan menghayati ajaran agama yang dianutnya.
2. Menunjukkan perilaku jujur, disiplin, tanggung-jawab, peduli (gotong royong,
kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan
menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan
dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta
dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
3. Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu
pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan
kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab
fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minat-nya untuk
memecahkan masalah
4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkrit dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan
metode sesuai kaidah keilmuan.
KOMPETENSI DASAR
3.10 Menerapkan konsep momentum dan impuls serta hukum kekekalan
momentum dalam kehidupan sehari-hari
4.10 Menyajikan hasil pengujian penerapan hukum kekekalan momentum,
misalnya bola jatuh ke lantai dan roket sederhana
v
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
3.10.1 Menganalisis konsep momentum dan impuls
3.10.2 Menganalisis hubungan momentum dan impuls
3.10.3 Memformulasikan konsep momentum dan impuls
4.10.1 Mempresentasikan hasil diskusi kelompok dan percobaan momentum dan
impuls dalam kehidupan sehari-hari
TUJUAN PEMBELAJARAN
1. Melalui pengamatan video, peserta didik dapat menganalisis konsep
momentum dan impuls dengan baik dan benar
2. Melalui pembelajaran, peserta didik dapat menganalisis hubungan
momentum dan impuls dengan benar
3. Melalui pembelajaran, peserta didik dapat memformulasikan konsep
momentum dan impuls dalam kehidupan sehari-hari dengan benar
4. Melalui pembelajaran, peserta didik dapat merumuskan hukum kekekalan
momentum dengan benar
5. Melalui percobaan, peserta didik dapat mempresentasikan hasil percobaan
dengan penuh tanggung jawab
vi
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
Keberhasilan kalian dalam mempelajari materi momentum dan impuls ini
bergantung kepada ketekunan dan kedisiplinan kalian dalam memahami dan
mematuhi langkah-langkah pembelajaran. Dalam memahami materi menggunakan
modul ini kalian dapat mengikuti petunjuk penggunaan modul berikut:
1. Mempelajari daftar isi serta peta konsep dengan cermat dan teliti
2. pahami setiap materi dengan membaca serta teliti dan perhatikan seksama.
Apabila terdapat contoh soal, maka cobalah kerjakan kembali contoh
tersebut tanpa melihat modul sebagai sarana berlatih
3. Perhatikan perintah dan langkah-langkah dalam melakukan percobaan
dengan cermat untuk mempermudah dalam memahami konsep, sehingga
diperoleh hasil yang maksimal
4. Bila terdapat penugasan dan latihan soal, kerjakan tugas tersebut dengan
baik dan jika perlu konsultasikan hasil tersebut pada guru
5. Catatlah kesulitan yang Anda dapatkan dalam modul ini untuk ditanyakan
pada guru pada saat kegiatan tatap muka. Bacalah referensi lain yang
berhubungan dengan materi modul agar Anda mendapatkan pengetahuan
tambahan
6. Diakhir materi terdapat evaluasi, maka kerjakan evaluasi tersebut
sebagaimana yang diperintahkan sebagai tolak ukur ketercapaian
kompetensi dalam mempelajari materi pada modul ini.
vii
Modul ini hanya membahas mengenai materi momentum dan impuls saja dan
bukan merupakan satu-satunya sumber belajar. kalian dapat mempelajari dan juga
mengeksplorasi sumber belajar lain untuk mempelajari memahami materi
Langkah-langkah dalam model ini sesuai dengan sintaks model pembelajaran
Problem Based Learning, dan diharapkan dapat mengikuti langkah-langkah
pembelajaran dengan baik sehingga dapat mencapai tujuan pembelajaran pada
materi ini.
viii
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1
MOMENTUM DAN IMPULS
ORIENTASI MASALAH
Sumber: https://fastnlow.net/inilah-alasan-kenapa-mobil-sekarang-gampang-
ringsek/
Saat seseorang akan membeli mobil pastinya kita akan memperhatikan
beberapa hal seperti desain, warna, kenyamanan, dan tentunya bagaimana fitur
keamanan mobil tersebut. Dahulu, produsen mobil membuat sasis atau badan mobil
sekuat mungkin dengan harapan mobil dapat menahan benturan saat terjadi
kecelakaan. Akan tetapi saat ini, kita menemui beberapa kasus kecelakaan mobil
yang bagian depannya hancur lebur. Masyarakat menilai bahwa kendaraan saat ini
sangat ringkih, dan terbuat dari material yang jelek hingga mengalami kerusakan
yang sangat parah saat terkena benturan keras. Apakah memang desain mobil
dahulu lebih aman dibanding desain saat ini? Nah, jika kamu memilih mobil, mobil
mana yang akan kamu pilih agar lebih aman? Mobil dengan desain badan yang sekuat
mungkin atau mobil yang apabila terkena benturan mudah rusak dan hancur?
1
Agar lebih jelas simak video berikut!
MENGORGANISASIKAN SISWA
Berdasarkan kasus di atas, diskusikan secara individu maupun kelompok
pertanyaan pada bagian orientasi masalah dan buatlah hipotesis sementara.
Selanjutnya kamu dapat melakukan eksperimen pada tahap investigasi!
Berikan jawabanmu di link berikut ya!
https://s.id/DiskusiMasalah
2
Momentum adalah ukuran kesukaran untuk memberikan suatu benda yang
dirumuskan dengan p = mv, momentum termasuk besaran vektor yang searah
dengan arah kecepatannya.
Impuls adalah gaya yang diperlukan untuk menggerakkan benda dari keadaan
⃗
diam dalam waktu tertentu yang dirumuskan dengan I= . Impuls termasuk
besaran vektor yang searah dengan gaya impulsif
MELAKUKAN INVESTIGASI
untuk melakukan percobaan silahkan masuk pada link berikut ini
https://s.id/LKPDmomentumImpuls
MENYAJIKAN HASIL
Setelah melakukan percobaan dan menjawab pertanyaan pada bagian diskusi kamu
dapat mempresentasikan hasil yang kamu dapat secara individu maupun kelompok!
3
ANALISIS DAN EVALUASI
Momentum
A.
Saat kamu mendengar kata momentum apa yang seketika kamu pikirkan?
Seperti bagu seorang pengusaha, mereka akan berpikir untuk melakukan diskon
harga pada momentum yang tepat. Akan tetapi dalam fisika, seperti halnya kata
gaya juga kata usaha akan memiliki makna tertentu dan berbeda dengan apa yang
dimaknai dalam keseharian.
Momentum dalam fisika diartikan sebagai ukuran kesukaran untuk
menghentikan suatu benda. Momentum dapat dirumuskan sebagai hasil kali
massa (m) dengan kecepatan (v).
p = mv
Dimana benda yang memiliki massa besar dan juga kecepatan yang ditinggi
maka akan sulit dihentikan dibandingkan benda yang memiliki massa kecil dan
kecepatan rendah. Momentum merupakan besaran vektor karena diperoleh dari
hasil kali besaran skalar (massa) dan besaran vektor (kecepatan). Sehingga arah
momentum searah dengan arah kecepatan.
B. Impuls
Sumber: https://www.bola.net/editorial/teknik-menendang-bola-dengan-
akurat.html
Ketika kamu melihat benda yang diam menjadi bergerak, menurutmu apa yang
4
membuat benda tersebut dapat bergerak? benar sekali, yang menyebabkan benda
tersebut dapat bergerak dikarenakan adanya gaya. Jika ada bola yang bergerak
karena adanya tendangan dari pemain, maka gaya tersebut adalah gaya impulsif
yaitu gaya yang diberikan dalam waktu singkat.
Gaya tersebut dapat mengawali percepatan suatu benda dan dapat membuat
benda bergerak lebih cepat. Kecepatan bola sesaat setelah ditendang sebanding
dengan hasil kali gaya impulsif rata-rata dan selang waktu sesaat gaya impulsif
bekerja. Hasil kali antara gaya impulsif rata-rata (F) dengan selang waktu sesaat
( ) disebut sebagai besaran impuls (I).
I = F
Impuls merupakan besaran vektor karena diperoleh sebagai hasil kali antara
besaran vektor F dan besaran skalar ( ). sehingga arah impuls searah dengan arah
gaya F. Apabila gaya impuls berubah terhadap waktu, maka dapat digambarkan
dalam grafik F-t maka besar impuls adalah luas daerah di bawah grafik F-t.
Jika gaya impuls diberikan dalam bentuk fungsi, seperti F(t) = at+b, maka
gaya impuls F(t) dengan batas t1 sampai dengan t2 dapat dinyatakan dalam integral
2
∫ ( )
1
C. Hubungan Momentum dan Impuls
D.
1. Menurunkan hubungan momentum dan impuls
Bola sebelum ditendang akan mempunyai kecepatan awal v1 dan setelah
ditendang akan mempunyai kecepatan akhir yaitu v2. sehingga dengan
Hukum II Newton
5
=
̅
̅
∆ ( 2 − 1 )
̅
Dengan = = , sehingga
∆ ∆
( − )
1
2
̅
=
∆
∆ = ( − )
̅
2
1
Apabila = dan = , maka persamaan dapat ditulis
1
1
2
2
= ∆ = −
1
2
∆ = ( − )
̅
1
2
Keterangan:
I = Impuls P = momentum
= gaya rata-rata = percepatan rata-rata
̅
̅
= kecepatan awal benda = kecepatan akhir benda
1
2
Teorema impuls-momentum
Impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan
momentum yang dialami benda itu, yaitu beda antara momentum akhir
dengan momentum
2. Hukum Newton dalam bentuk Momentum
Dari persamaan = ∆ , Newton menurunkannya dalam bentuk
momentum sehingga didapatkan
̅
=
̅
̅
= ∆ (Hukum Newton dalam bentuk momentum)
∆
Newton meramalkan bahwa massa benda tidak selalu konstan. Hukum II
Newton yang dinyatakan dengan F=ma hanya berlaku khusus saat massa
̅
benda konstan. Sedangkan hukum II Newton yang dinyatakan dengan =
6
∆ berlaku untuk umum, baik yang bermassa tetap maupun yang berubah
∆
seperti peluncuran roket dan jet
E. Aplikasi Momentum dan Impuls
Sebelum kita membahas mengenai aplikasi momentum dan impuls dalam
kehidupan sehari-hari, menurutmu jika ada impuls yang bekerja pada kita, apa yang
menyebabkan rasa sakit yang kita rasakan? Atau jika ada sebuah benda yang
ditendang apa yang membuat bola tersebut bergerak atau bertambah cepat?
Benar sekali, yang membuat kita merasakan sakit dan bola bertambah
kecepatan adalah adanya gaya impulsif yang bekerja pada benda. Kita umpamakan
ada 2 bola bermassa sama yaitu 1 kg ditendang dengan selang waktu sentuhan
dengan bola 1 selama 0,001 s dan menghasilkan kecepatan 10 m/s, maka gaya
impulsif yang dikerjakan pada masing-masing bola adalah
Bola 1
( − )
̅
= 2 1
∆
(10 − 0) /
̅
= 1 = 10000
0,001
Bola 2
( − )
̅
= 2 1
∆
̅
= 1 (10−0)m/s =1000 N
0,01
Dari kasus dapat diketahui bahwa untuk besar impuls yang sama, impuls yang
berlangsung dengan selang waktu kontak lebih lama akan menghasilkan gaya
impulsif yang lebih kecil, sehingga jika gaya impulsif bekerja pada kita tidak
menyakitkan. dalam kehidupan sehari-hari momentum dan impuls dapat diterapkan
pada hal-hal berikut.
1. Pertandingan dan latihan bela diri dilakukan di atas matras agar selang waktu
kontak pemain dengan matras akan jauh lebih lama dibanding jika langsung
pada lantai, sehingga gaya impulsif yang bekerja lebih kecil, penggunaan
matras dapat menahan rasa sakit akibat bantingan
7
Sumber: Toriqa.com
2. Seorang karateka yang menarik tangannya cepat saat memukul lawan, hal ini
dilakukan agar gaya impulsif yang bekerja pada lawan lebih besar
3. Paku yang terbuat dari logam keras dimaksudkan selang waktu ketika
bersentuhan dengan paku lebih singkat dan menghasilkan gaya impulsif yang
besar
4. Desain Faktor keselamatan mobil, di mana mobil keluaran terbaru didesain
midah ringsek dengan adanya crumple zone (zona benturan) hal ini
dimaksudkan agar saat terjadi benturan atau tabrakan menambah selang
waktu sentuhan sehingga gaya impulsif yang ditimbulkan lebih kecil dan
mengurangi cidera pada penumpang. Sesaat sebelum bertabrakan, mobil
mempunyai kecepatan sebesar v. Dengan demikian, selama mobil bertabrakan
momentumnya berubah sebesar ∆p. Perubahan momentum tersebut akan
memberikan impuls pada mobil sebesar I = ∆p. Antara mobil dan benda yang
̅
ditabrak, mobil akan dikenai gaya impulsif rata-rata sebesar = = ∆ . Dari
∆ ∆
persamaan tersebut dapat diketahui bahwa besarnya gaya impulsif bergantung
pada selang waktu ketika mobil dan benda bertabrakan.
Selain itu, terdapat juga fitur airbag yaitu semacam kantung udara yang
akan mengembang saat mobil terjadi benturan antara pengemudi dengan
dashboard mobil. Akan tetapi mengapa kita juga dihimbau selalu hati-hati,
karena apabila mobil mengalami benturan dan sebelumnya melaju dengan
kecepatan tinggi maka akan sangat berbahaya karena gaya impulsif yang
dihasilkan juga besar meskipun sudah dilengkapi dengan fitur crumple zone.
8
Sumber: https://www.travelers.com/resources/auto/safe-driving/how-crumple-
zones-work
CONTOH SOAL
Pada sebuah pertandingan bela diri kita tahu bahwa pertandingan dilakukan di atas
matras dan peserta juga menggunakan pelindung tubuh saat bertanding.
Menurutmu mengapa hal tersebut dilakukan? Jelaskan alasanmu dengan konsep
momentum dan impuls!
Jawab
Deskripsi yang berguna (Useful Description)
Pada pertandingan bela diri peserta berada di atas matras dan menggunakan
pelindung tubuh.
Ditanyakan:
Alasan mengapa hal tersebut dilakukan dan penjelasan berdasarkan konsep impuls.
Pendekatan Fisika (Physics Approach)
Untuk mengetahui mengapa hal tersebut dilakukan dapat dijelaskan menggunakan
konsep impuls.
Aplikasi Fisika yang Spesifik (Specific Application of Physics)
Matras dan pelindung tubuh yang empuk digunakan untuk memperpanjang waktu
kontak dengan saat terjadi benturan. Seseorang yang terkena tendangan, pukulan,
̅
maupun saat terbanting ke lantai akan dikenai gaya impulsif sebesar = = ∆ .
∆ ∆
Untuk besar impuls yang sama besar, waktu kontak yang lama akan menghasilkan
9
gaya impulsif yang kecil, sehingga efek benturan yang dirasakan oleh kepala lebih
kecil jika dibandingkan jika tidak memakai matras dan pelindung badan
Prosedur Matematika (Mathematical Procedure)
∆
̅
= =
∆ ∆
Kesimpulan yang Logis (Useful Progression)
Jadi, mengapa saat pertandingan bela diri menggunakan matras dan pelindung
tubuh agar gaya impulsif yang bekerja pada peserta tidak terlalu besar sehingga
tidak mengakibatkan cedera yang parah.
Rangkuman
a. Momentum adalah ukuran kesukaran untuk memberhentikan suatu benda
yang dirumuskan dengan p=mv, momentum termasuk besaran vektor yang
searah dengan arah kecepatannya.
b. Impuls adalah gaya yang diperlukan untuk menggerakan benda dari
̅
keadaan diam dalam waktu tertentu yang dirumuskan dengan I= .
Impuls termasuk besaran vektor yang searah dengan gaya impulsif.
c. Hubungan impuls-momentum yaitu impuls yang dilakukan pada suatu
benda, sama dengan perubahan momentum yang dialami oleh benda itu,
EVALUASI KB 1
yaitu beda antara momentum akhir dengan momentum awal. Pernyataan
Klik link berikut untuk memulai kegiatan pembelajaran 1
ini dapat kita nyatakan dalam
= ∆ = −
1
2
EVALUASI KB 1
Klik link berikut untuk memulai evaluasi kegiatan pembelajaran 1
https://s.id/KuisPembelajaran
10
DAFTAR PUSTAKA
Halliday dan Resnick. 1991. Fisika Jilid 1. Jakarta. Penerbit Erlangga
Kanginan, Marthen. 2014. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Penerbit
Erlangga
11