17
TUMBUKAN
Salah satu penerapan hukum kekekalan momentum adalah pada peristiwa tumbukan dua benda. Tumbukan dibagi
menjadi tiga jenis yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan tidak lenting sama sekali, dan tumbukan lenting
sebagian.
A. Kekekalan Momentum
Oleh karena masing-masing benda memberi gaya pada benda lainnya maka momentum masing-masing benda
berubah. Dalam setiap selang waktu, perubahan vector momentum. Dua buah partikel saling bertumbukan. Pada saat
bertumbukan kedua partikel saling memberikan gaya aksi- reaksi, F
12
pada partikel 1 oleh partikel 2 dan F
21
pada partikel 2 oleh partikel 1.
Perubahan momentum pada partikel 1 : p
12
= ∫ F
12
dt = Fr
12
t Perubahan momentum pada partikel :
∆p
2
= ∫ F
21
dt = Fr
21
∆t
18 Karena F
21
= - F
12
maka Fr
21
= - Fr
12
oleh karena itu p
1
= - ∆p
2
Momentum total sistem : P = p
1
+ p
2
dan perubahan momentum total sistem :
∆P= p
1
+ ∆p
2
= 0 “Jika tidak ada gaya eksternal yang bekerja, maka
tumbukan tidak mengubah momentum total sistem”. partikel yang satu besarnya sama dan arahnya
berlawanan dengan perubahanvector momentum partikel yang lain.
Catatan : selama tumbukan gaya eksternal gaya grvitasi, gaya gesek sangat kecil dibandingkan dengan gaya
impulsif, sehingga gaya eksternal tersebut dapat diabaikan.
B. Hukum Kekekalan Momentum
Pada pokok bahasan Momentum dan Impuls , kita telah berkenalan dengan konsep momentum serta pengaruh
momentum benda pada peristiwa tumbukan. Pada kesempatan ini kita akan meninjau momentum benda ketika dua buah
benda saling bertumbukan. Ingat ya, momentum merupakan hasil kali antara massa benda dengan kecepatan gerak benda
tersebut. Jadi momentum suatu benda selalu dihubungkan dengan massa dan kecepatan benda. Kita tidak bisa meninjau
momentum suatu benda hanya berdasarkan massa atau kecepatannya saja.
Hukum Kekekalan Momentum Tidak peduli berapapun massa dan kecepatan benda yang saling bertumbukan,
ternyata momentum total sebelum tumbukan = momentum total setelah tumbukan. Hal ini berlaku apabila tidak ada gaya
luar alias gaya eksternal total yang bekerja pada benda yang bertumbukan. Jadi analisis kita hanya terbatas pada dua
benda yang bertumbukan, tanpa ada pengaruh dari gaya luar Sekarang perhatikan gambar di bawah ini.
19 Jika dua benda yang bertumbukan diilustrasikan
dengan gambar di atas, maka secara matematis,hukum kekekalan
momentum dinyatakan
dengan persamaan
: Momentum sebelum tumbukan = momentum setelah
tumbukan
Keterangan : m
1
= massa benda 1, m
2
= massa benda 2, v
1
= kecepatan benda 1 sebelum tumbukan, v
2
= kecepatan benda 2 sebelum tumbukan, v’
1
= kecepatan benda 1 setelah tumbukan, v’
2
= kecepatan benda 2 setelah tumbukan Jika dinyatakan dalam momentum, maka :
m
1
v
1
= momentum benda 1 sebelum tumbukan, m
2
v
2
= momentum benda 2 sebelum tumbukan, m
1
v’
1
= momentum benda 1 setelah tumbukan, m
2
v’
2
= momentum benda 2 setelah tumbukan Perlu anda ketahui bahwa Hukum Kekekalan
Momentum ditemukan melalui percobaan pada pertengahan abad ke-17, sebelum eyang Newton merumuskan hukumnya
tentang gerak mengenai Hukum II Newton versi momentum telah saya jelaskan pada pokok bahasan Momentum,
Tumbukan dan Impuls. Walaupun demikian, kita dapat menurunkan persamaanHukum Kekekalan Momentum dari
persamaan hukum II Newton. Yang kita tinjau ini khusus untuk kasus tumbukan satu dimensi, seperti yang
dilustrasikan pada gambar di atas.
20
C. Tumbukan Lenting Sempurna
