Rumah Perubahan

TUGAS KELOMPOK

Hubungan Game Billiard Dengan Fisika

Disusun Untk Memenuhi Tugas Akhir Mata Kuliah Fisika 1

Dosen Pengampu:Muqoyyanah,S.Pd,M.Sc.

Disusun Oleh:

Riyaman A11.2014.08227

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi sekarang ini semakin berkembang sangat pesat, salah satunya permainan game yang saat ini terus berkembang. Roket adalah game yang sangat digemari dari beberapa kalangan.Dorongan pada bola billiard merupakan penerapan yang menarik dari hukum kekekalan momentum.Dalam peristiwa tumbukan (tabrakan), momentum total suatu sistem sesaat sebelum tumbukan sama dengan momentum total sistem sesudah tumbukan, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem.

Game billiard adalah sebuah contoh dari sekian banyak contoh permainan yang dipergunakan penerapan hukum kekekalan momentum, bagaimana gerak bola billiard dapat menggunakan hukum kekekalan momentum dalam geraknya. Gerak bola billiard dapat membantu memahami konsep hukum kekekalan momentum. Untuk mengetahui hal ini lebih jauh, maka perlu dilakukan suatu kajian tentang gerak permainan billiard ini yang sering dijumpai pada materi pembahasan bidang studi Fisika khususnya dalam bidang Mekanika.

1.2 Landasan Teori

1.2.1 Momentum

Momentum dapat didefinisikan sebagai perkalian antara massa benda dengan kecepatan benda tersebut. Ia merupakan besaran turunan dari massa, panjang, dan waktu. Momentum adalah besaran turunan yang muncul karena ada benda bermassa yang bergerak. Dalam fisikabesaran turunan ini dilambangkan dengan huruf “P”.

Berikut rumus momentum

p = mv

p = momentum (kg.m/s)

m = massa (kg)

v = Kecepatan (m/s)

1.2.2 Impuls

Untuk membuat benda yang diam menjadi bergerak, maka perlu dikerjakan gaya pada benda tersebut selama selang waktu tertentu. Hasil kali gaya dengan selang waktu singkat bekerjanya gaya terhadap benda yang menyebabkan perubahan momentum disebut impuls yang secara sistematis dapat ditulis

I = F. Δt

Hubungan Impuls dan Momentum secara matematis dapat ditulis

I=Δp

Keterangan:

I = Impuls (Kg.m/s)

F = Gaya Impuls (Newton)

Δt= Selang Waktu (Sekon)

Δp= Perubahan Meomentum

1.2.3 Tumbukan

Tumbukan merupakan hasil interaktif dua benda yang bergerak berlawanan atau searah.

Secara umum terdapat beberapa jenis tumbukan, antara lain tumbukan lenting sempurna,,tumbukan elastis sebagian dan tumbukan tidak elastis.

Macam tumbukan yaitu:

A.Tumbukan Lenting Sempurna,,yaitu tumbukan yang tak mengalami perubahan energi. Koefisien restitusi e = 1, berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi mekanik (kerena pada kedudukan/posisi sama, maka yang diperhitungkan hanya energi kinetiknya)

B. Tumbukan elastis sebagian, yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik sebab ada sebagian energy yang diubah dalam bentuk lain, misalnya panas. Koefisien restitusi 0 < e < 1.

C. Tumbukan tidak elastis , yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik dan kedua benda setelah tumbukan melekat dan bergerak bersama-sama. Koefisien restitusi e = 0

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Hubungan Ilmu Fisika Dengan Permainan billiard

Ilmu fisika merupakan sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup serta interaksi dalam lingkup ruang dan waktu. Para fisikawan atau ahli fisika mempelajariperilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala materi hingga perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan (kosmos).Fisika sering disebut sebagai “ilmu mendasar”, karena setiap ilmu alam lainnya seperti biologi, kimia, geologi, dan lain-lain mempelajari jenis sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika.

Fisika juga berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika dan matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu berhubungan dengan dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Ada wilayah luas penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika.

2.2 Prinsip Kerja Permainan Billiard

Analisis konsep Fisika pada game billiard dimulai pada saat bola utama dipukul stick pemukul sehingga bola utama (bola putih) melakukan gerak meluncur lalu menggelinding dengan gerak rotasi. Bola putih tersebut akhirnya menumbuk bola lain dan menyebabkan bola lain bergerak. Faktor masuknya bola ke dalam lubang meja bilyar dipengaruhi oleh gaya dari pemain pada saat memukul bola dengan posisi tertentu dan sudut tertentu. Hal ini akan mempengaruhi gerak bola, kecepatan gerak bola, maupun arah bola. Aplikasi konsep mekanik pada game billiard yaitu momentum yang menghasilkan tumbukan .

2.3 Penjelasan Analisis Fisika Setiap Gerakan Dalam Permainan billiard

Sebuah permainan billiard selalu diawali dengan sebuah pukulan (shot) pada bola putih. Dimana dari shot inilah seorang pemain dapat mengatur kecepatan dan arah bola sesuai yang dia inginkan.Untuk memudahkan, dalam kasus ini,gerak menarik tongkat ke belakang akan kita asumsikan sama dengan gerakan menarik sebuah pegas kebelakang. Ini berarti jarak (seberapa jauh) kita menarik tongkat kebelakang akan berbanding langsung dengan kekuatan yang akan dihasilkan. Dengan menggunakan hukum Hooke, yang menjelaskan gerakan pegas dengan persamaan F = -kx, kita dapat mencoba menghitung gaya yang bekerja pada bola putih berdasar jarak tarikan tongkat tersebut. Pada saat gaya diberikan terhadap bola putih, ada dua besaran yang harus dihitung. Yang pertama yaitu kecepatan awal gerak bola setelah dipukul dengan tongkat.Dalam kasus ini, kita menggunakan hukum Newton yang kedua.

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM

Bunyi hukum kekalan momentum adalah “ Dalam peristiwa tumbukan, jumlah momentum sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum sesudah tumbukan,asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda yang bertumbukan “.

Jadi: momentum awal = momentum akhir

p₁+p₂ = p’₁+p₂’

m₁.v₁+m₂.v₂ = m₁.v’₁+m₂.v’₂

Contoh soal:

Bola billiard angka 8 bergerak ke arah bols nomer 6 dengan kelajuan 20 m/s mengejar bola kedua yang bergerak dengan kelajuan 10 m/s ke kanan sehingga terjadi tumbukan lenting sempurna.

Pembahasan
Terlebih dahulu buat perjanjian tanda : Arah kanan (+) dan arah kiri (−)

Dari hukum Kekekalan Momentum didapat persamaan :

(Persamaan 1)

Koefisien restituti (e) untuk tumbukan lenting sempurna adalah e = 1.

(Persamaan 2)

Gabungan persamaan 1 dan 2 :

Energi yang hilang setelah tumbukan dapat dirumuskan menjadi:

1/2m₁v₁²-1/2m₂v₂²= 1/2m₁v'₁²- 1/2m₂v'₂²

Keterangan :

12m₁v₁² = EK benda 1 sebelum tumbukan

12m₂v₂²= EK benda 2 sebelum tumbukan

12m₁v'₁²= EK benda 1 setelah tumbukan

12m₂v'₂²= EK benda 2 setelah tumbukan

2.4 Hubungan Antara Momentum, Impuls dalam Permainan Billiard

Hubungan antara impuls dan momentum

1. Hubungan ini menyatakan benda yang mempunyai momentum lebih besar dapat menimbulkanimpuls atau gaya yang lebih besar. Contoh: sebuah truk dan sebuah sepeda menabrak sebuah pohon dengan kecepatan yang sama. Truk akan memberikan impuls yang lebih besar karena momentum truk lebih besar (massa truk lebih besar)

2. Dalam waktu kontak yang lebih singkat dapat menimbulkan gaya yang lebih besar. Contoh: seorang karateka yang hendak menghancurkan sebuah papan akan memberikan kecepatan tinggi pada tangannya agar momentumnya besar, momentum ini akan menjadi nol saat ia memberikan impuls pada papan. Dalam memberikan impuls ini ia akan berusaha agar kontak terjadi sesingkat mungkin sehingga gaya yang diberikannya besar.

Dapat disimpulkan Impuls (I) sama dengan perubahan momentum (∆P). Ini menunjukkan bahwa gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan perubahan momentum benda persatuan waktu.

P1 = momentum awal benda dalam kg.m/s

P2 = momentum akhir benda dalam kg.m/s

v1 = kecepatan awal benda dalam m/s

v2 = kecepatan akhir benda dalam m/s

Catatan:

Impuls adalah besaran vektor, jadi arah gaya yang bekerja harus diperhatikan.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa momentum adalah ukuran kesukaran untuk memberhentikan suatu benda yang sedang bergerak. Impuls adalah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu hanya sesaat. Tumbukan adalah terjadi jika sebuah benda yang bergerak mengenai benda lain yang diam ataupun yang bergerak. Semua itu terjadi di sekitar kita setiap hari seperti peristiwa dari game billiard ini.

3.2 Saran

Semoga dengan adanya makalah ini menjadi kajian awal dalam menganalogikan suatu perkembanagn akan teknologi game dapat menjadi salah satu media ajar dalam konsep fisika mengenai momentum dan impuls dan tumbukan.

Yang pasti adalah semua peristiwa di sekeliling kita pasti ada ilmunya baik sediit ataupun banyak, itu semua tergantung bagaimana cara mengolahnya agar bermanfaat bagi semua.