Daftar isi
Tumbukan adalah peristiwa dua buah benda yang bergerak dengan kecepatan konstan, saling mendekati dan berinteraksi satu sama lain kemudian saling menjauh dengan kecepatan yang berbeda dengan kecepatan semula.
Setiap dua benda yang bertumbukan akan memiliki tingkat kelentingan atau elastisitas yang dinyatakan dengan koefisien restitusi ( e ).
Koefisien restitusi sendiri didefinisikan sebagai nilai negatif dari perbandingan kecepatan relatif sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sebelumnya.
Berdasarkan nilai koefisien restitusi, ada tiga jenis tumbukan yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali.
Tumbukan lenting sempurna adalah tumbukan dua benda yang tidak mengakibatkan hilangnya energi kinetik.
Pada tumbukan lenting sempurna berlaku hal-hal berikut.
Karena tumbukan lenting sempurna memenuhi Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik, rumusnya adalah sebagai berikut.
Contoh Soal :
Sebuah benda yang mula-mula diam ditumbuk oleh benda lain. Bila massa kedua benda sama dan tumbukan lenting sempurna, maka …
Penyelesaian :
Sebelum tumbukan :
Setelah tumbukan :
Tumbukan lenting sebagian adalah tumbukan dua benda atau lebih yang memenuhi Hukum Kekekalan Momentum tetapi tidak berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik.
Pada tumbukan lenting sebagian berlaku hal-hal berikut.
Adapun derajat berkurangnya kecepatan relatif benda setelah tumbukan dirumuskan sebagai berikut.
Contoh Soal :
Sebuah bola tenis dilepas dari ketinggian 200 m, jatuh mengenai lantai sehingga terjadi lenting sebagian. Hitunglah tinggi pemantulan pertama yang dapat dicapai oleh bola tenis (e = 0,2)
Penyelesaian :
Diketahui :
h1 = 200 m
e = 0,2
Ditanyakan : h2 = …?
Jawab :
Besar kecepatan bola memenuhi persamaan gerak jatuh bebas yaitu v = √2gh. Karena kecepatan lantai sebelum dan sesudah tumbukan sama dengan nol dan arah ke benda diberi harga negatif maka persamaannya adalah sebagai berikut.
Jadi, tinggi bola setelah memantul adalah 8 m.
Tumbukan tidak lenting sama sekali adalah tumbukan dua benda yang memenuhi Hukum Kekekalan Momentum tetapi tidak berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik.
Pada tumbukan tidak lenting sama sekali berlaku hal-hal berikut.
Pada tumbukan tidak lenting sama sekali berlaku persamaan berikut.
m1v1 + m2v2 = m1v’1 + m2v’2
Jika v’1 = v’2 = v’, maka persamaannya menjadi seperti berikut.
m1v1 + m2v2 = (m1 + m2) v’
Contoh Soal :
Dua buah benda A dan B massanya masing-masing 7 kg dan 5 kg bergerak berlawanan arah pada bidang licin dengan kelajuan sama 4 m/s. Jika terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali, berapakah kecepatan kedua benda sesaat setelah tumbukan?
Penyelesaian :
Diketahui :
mA = 7 kg
mB =5 kg
vA = 4 m/s
vB =-4 m/s (arah berlawanan)
Ditanya : vA ‘ = …
Jawab:
m1v1 + m2v2 = (m1 + m2) v’
(7 x 4) + (5 x (-4)) = (7 + 5) v’
28 – 20 = 12v’
8 = 12v’
v’ = 0,67 m/s
Jadi kecepatan kedua benda sesaat setelah tumbukan adalah sebesar 0,67 m/s.