131
Fisika SMAMA XI
Bentuklah kelompok belajar yang terdiri atas 4 - 5 siswa usahakan yang berbeda jenis kelamin untuk belajar berbaur.
Setelah kalian mempelajari hukum kekekalan momentum linear, apakah kalian mempunyai rencana untuk menerapkannya? Jika ya, itu bagus.
Coba terapkan dalam kegiatan bisnis yang menguntungkan. Jika menemui kesulitan, berkonsultasilah kepada guru kalian
D. Tumbukan
Tumbukan terjadi bila dua buah benda saling mendekati dan berinteraksi dengan kuat kemudian saling menjauh.
Sebelum melakukan tumbukan kedua benda bergerak dengan kecepatan konstan. Setelah tumbukan kedua benda
tadi juga bergerak dengan kecepatan konstan tetapi kecepatannya berbeda dengan kecepatan semula. Pada
peristiwa tumbukan gaya interaksi sangat kuat dan bekerja sangat cepat, sedangkan gaya luar sangat kecil dibandingkan
gaya interaksi sehingga dapat diabaikan. Karena gaya yang ada hanya gaya interaksi saja dan gaya interaksi totalnya adalah
nol maka pada tumbukan berlaku hukum kekekalan momen- tum.
1. Tumbukan Lenting Sempurna
Tumbukan lenting sempurna disebut juga tumbukan elastik. Pada tumbukan elastik berlaku hukum kekekalan mo-
mentum dan juga hukum kekekalan energi kinetik. Lihatlah pada peristiwa dua benda bermassa m
1
dan m
2
. Benda bermassa m
1
bergerak dengan dengan kecepatan v
1
ke arah kanan, dan benda kedua bergerak dengan kecepatan v
2
ke arah kanan. lihat gambar 5.5. Mungkinkah terjadi tumbukan?
Tumbukan akan terjadi jika v
1
lebih besar dari v
2
. Setelah terjadi tumbukan kecepatan m
1
menjadi v
1
c dan benda kedua menjadi v
2
c. Hukum kekekalan momentum pada peristiwa ini adalah :
.... 9
m
2
m
1
v
1
v
2
Gambar 5.5 Tumbukan
Wawasan Kewirausahaan : Etos Kerja
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XI
132
Hukum kekekalan energi kinetik pada peristiwa ini adalah: .... 10
Benda bermassa m
1
bergerak dengan kecepatan
1
ke kanan dan benda kedua bermassa m
2
bergerak dengan kecepatan
2
ke kanan dan
1
lebih besar dari
2
. Jika antara kedua benda terjadi tumbukan lenting sempurna, berapa
kecepatan relatif kedua benda? Kecepatan relatif sebelum terjadi tumbukan adalah
2
-
1
. Kecepatan relatif adalah kecepatan benda dua dilihat dari
benda 1. Persamaan 9 dapat dituliskan menjadi:
Hukum kekekalan energi kinetik pada peristiwa ini adalah persamaan 10 dapat diubah menjadi bentuk:
Persamaan kekekalan energi dibagi dengan kekekalan mo- mentum menghasilkan:
Ruas sebelah kanan menunjukkan kelajuan relatif setelah tumbukan dan ruas kiri adalah kelajuan relatif sebelum
tumbukan. Kelajuan relatif setelah tumbukan sama dengan kelajuan relatif sebelum tumbukan tapi arahnya berlawanan.
Sebelum tumbukan benda harus saling mendekat. Tumbukan akan terjadi jika
2 1
, sehingga suku sebelah kanan positif, yang berarti pada suku sebelah kiri harus
2
c
1
c agar bernilai positif atau benda bergerak saling menjauh.
Dengan demikian, kita bisa mengatakan kelajuan relatif mendekat sebelum tumbukan sama dengan kelajuan relatif
menjauh setelah tumbukan.
Sebuah benda bermassa m
1
bergerak dengan kelajuan
1
mengalami tumbukan lenting sempurna dengan benda kedua
Di unduh dari : Bukupaket.com
133
Fisika SMAMA XI
bermassa m
2
yang mula-mula dalam keadaan diam. Berapakah kecepatan kedua benda setelah tumbukan?
Kekekalan momentum pada kasus ini menjadi
Kekekalan tenaga kinetik
dengan memasukan v
1
c di atas kita dapatkan
Gambar 5.6 Dua benda yang bertumbukan lenting sempurna. Kecepatan relatif mendekat = kecepatan relatif menjauh
m
1
m
2
v
2
m
1
m
2
m
1
v
1
c m
2
v
2
c v
1
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XI
134
kita mendapatkan hubungan antara
2
c dengan
1
.
i Jika m
1
jauh lebih besar dari m
2
maka m
1
+ m
2
| m
1
maka
2
c | 2
1 1
c |
1
Kecepatan benda pertama tidak banyak berubah, sedangkan benda kedua memiliki kecepatan 2 kali benda
pertama. Benda yang masif jika menabrak benda lain yang tidak masif yang diam, maka kecepatannya tidak akan banyak
berubah, tapi kecepatan benda yang ditabraknya menjadi besar.
i
Jika m
2
jauh lebih besar dari m
1
m
2
²² m
1
maka i
Jika m
1
| m
2
maka
Kecepatan benda kedua sama dengan kecepatan awal benda pertama, dan kecepatan benda pertama mendekati
kecepatan mula-mula.
2. Tumbukan Tidak Lenting Sempurna
