Impuls

Untuk kegunaan lain, lihat Impuls (disambiguasi).

Impuls
Simbol umum	J, Imp
Satuan SI	Newton second (N⋅s)
Satuan lainnya	pound⋅s
Dimensi SI	${\mathsf {L}}{\mathsf {M}}{\mathsf {T}}^{-1}$
Terkonservasi?	ya

Pukulan golf merupakan contoh gaya yang diterapkan untuk durasi waktu yang sangat singkat. Alat pemukul golf digambarkan sebagai pemberi impuls pada bola golf.

Dalam mekanika klasik, impuls (disimbolkan J atau Imp) adalah integral dari gaya (F) terhadap waktu (t) bekerjanya gaya tersebut. Karena gaya merupakan suatu besaran vektor, maka impuls juga merupakan besaran vektor. Satuan dari impuls adalah Newton second (N.s).

Sebuah benda yang diberi gaya akan mengalami percepatan atau perubahan kecepatan selama gaya tersebut bekerja. Semakin lama gaya bekerja, maka semakin besar perubahan momentum yang dialami oleh benda tersebut. Definisi ini berarti bahwa suatu benda yang diberi gaya kecil secara konstan dalam waktu yang lama dapat mengalami perubahan momentum—impuls—yang besarnya sama dengan benda lain yang diberi gaya besar namun dalam waktu yang singkat.

$J=F_{\text{rata-rata}}(t_{2}-t_{1})$

Impuls adalah integral gaya terhadap waktu:

$J=\int F\,\mathrm {d} t$

Penurunan matematika pada kasus objek bermassa konstan

Impuls J yang dihasilkan pada selang waktu t₁ hingga t₂ didefinisikan sebagai:

$\mathbf {J} =\int _{t_{1}}^{t_{2}}\mathbf {F} \,\mathrm {d} t$

dengan F adalah gaya resultan yang bekerja pada selang waktu t₁ hingga t_2.

Menggunakan hukum kedua Newton, dapat diketahui hubungan antara gaya dengan momentum P berupa:

$\mathbf {F} ={\frac {\mathrm {d} \mathbf {p} }{\mathrm {d} t}}$

sehingga,

${\begin{aligned}\mathbf {J} &=\int _{t_{1}}^{t_{2}}{\frac {\mathrm {d} \mathbf {p} }{\mathrm {d} t}}\,\mathrm {d} t\\&=\int _{\mathbf {p} _{1}}^{\mathbf {p} _{2}}\mathrm {d} \mathbf {p} \\&=\mathbf {p} _{2}-\mathbf {p} _{1}=\Delta \mathbf {p} \end{aligned}}$

dengan Δp adalah perubahan momentum linear pada selang waktu t₁ hingga t₂. Hubungan antara momentum dan impuls ini disebut teorema impuls-momentum. Pada kasus benda bermassa konstan, impuls dapat dinyatakan sebagai persamaan yang lebih sederhana:$${\begin{aligned}\mathbf {J} &=\int _{t_{1}}^{t_{2}}\mathbf {F} \,\mathrm {d} t\\&=\Delta \mathbf {p} \\&=m\mathbf {v_{2}} -m\mathbf {v_{1}} \end{aligned}}$$dengan

F adalah gaya resultan yang diberikan,

t₁ dan t₂ berturut-turut adalah waktu awal dan akhir impuls,

m adalah massa objek,

v₁ adalah kelajuan awal objek, dan

v₂ adalah kelajuan akhir objek.

Asas

Asas impuls-momentum

Asas impuls-momentum merupakan suatu asas fisika yang menyatakan bahwa perubahan momentum suatu benda sama dengan impuls yang berlaku pada rentang waktu tertentu. Kegunaan dari asas ini ialah untuk menghitung gaya total yang bekerja pada suatu benda dan kaitannya dengan momentum. Asas impuls-momentum mengatasi kekurangan perhitungan menggunakan metode energi atau fungsi waktu. Kekurangan hukum kedua Newton dalam kasus-kasus tertentu juga dapat diatasi menggunakan asas ini, karena asas ini merupakan pengembangan dari hukum kedua Newton. Operasi matematika yang digunakan dalam asas impuls-momentum adalah integral. Asas ini umumnya digunakan pada perhitungan gaya yang bekerja pada benda yang mengalami tumbukan.

Lihat pula

• Impuls spesifik

Bibliografi

• Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Physics for Scientists and Engineers (edisi ke-6). Brooks/Cole. ISBN 0-534-40842-7. 
• Tipler, Paul (2004). Physics for Scientists and Engineers: Mechanics, Oscillations and Waves, Thermodynamics (edisi ke-5). W. H. Freeman. ISBN 0-7167-0809-4. 
• Abdullah, Mikrajuddin (2007). Fisika 2A SMA dan MA Untuk Kelas XI Semester 1. Jakarta: Esis/Erlangga. ISBN 974-734-646-3.  (Indonesia)