Tumbukan

Sebenarnya, materi tentang tumbukan ini termasuk didalam BAB momentum linier dan impuls. tetapi karena penjelasan yang diperlukan dalam materi tumbukan ini sangat merinci, maka kali ini saya memisahkannya antara materi momentum linier.

Tumbukan dibagi menjadi 3. yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak lenting sama sekali.

1.       Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan lenting sempurna adalah tumbukan yang jumlah energy mekaniknya tetap/sama besar. Dengan demikian, pada tumbukan lenting sempurna berlaku:

a.       Hukum kekekalan momentum (jumlah momentum awal sama dengan jumlah momentum akhir).

b.      Hukum kekekalan energy mekanik.

Untuk lebih jelasnya lihat sketsa tumbukan dua benda dibawah ini:

 

Bola A dan B dengan massa m_A dan m_B berkecepatan v₁ dan v₂. Setelah tumbukan, kecepatan keduanya menjadi v₁’ dan v₂’.

Dari hukum kekekalan momentum diperoleh:

m₁v₁+m₂v₂ = m₁v₁’+m₂v₂’

m₁v₁ - m₁ v₁’ = m₂v₂’ - m₂v₂

m₁(v₁-v₁’) = m₂(v₂’-v₂)………… (1)

Dari Hukum Kekekalan Energi Kinetik berlaku:

½ m₁v₁² + ½ m₂v₂² = ½ m₁v₁’²+ ½ m₂v₂’²

m₁ (v₁)²+m₂ (v₂)² = m₁ (v₁’)² + m₂ (v₂’)²

m₁ (v₁)²- m₁ (v₁’)² = m₂ (v₂’)²- m₂ (v₂)²

m₁ (v₁²- v₁’²) = m₂ (v₂’²- v₂²)

m₁ (v₁+v₁’) (v₁-v₁’) = m₂ (v₂’+v₂) (v₂’- v₂)………………..(2)

Dari kedua persamaan diatas, kita dapat mengkombinasikannya:

m₁ (v₁+v₁’) (v₁-v₁’) = m₂ (v₂’+v₂) (v₂’- v₂)                Kita ganti m₁ (v₁-v₁’) dengan m₂ (v₂’-v₂)

m₂ (v₁+v₁’) (v₂’-v₂) = m₂ (v₂’+v₂) (v₂’- v₂)                Karena nilai m₂ (v₂’-v₂) pada ruas kiri sama  dengan ruas kanan, maka kita bisa menghilangkannya

v₁+v₁’ = v₂’+v₂

v₁’- v₂’ = v₂- v₁

v₁’- v₂’ = -(v₁- v₂)

Jadi persamaan akhirnya adalah:

2.       Tumbukan Lenting Sebagian

Tumbukan lenting sebagian adalah tumbukan yang koefisien restitusinya antara 0 sampai 1. Pada tumbukan jenis ini, energy kinetiknya berubah menjadi betuk energy lain seperti energy panas dan bunyi.

Dengan demikian, untuk jenis tumbukan sperti ini berlaku

 e<1 (untuk jenis tumbukan yang lenting sebagian)

3.       Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Pada jenis tumbukan seperti ini, benda yang bertumbukan menjadi satu dan bergerak berdempetan dengan kecepatan dan arah yang sama, sehingga nilai v₁’- v₂’ sama dengan nol. Dan jika dimasukkan ke persamaan koefisien restitusi, nilai e=0.

Read more »