Fisika SMA Kelas XI
78
Gambar 5.8
Kemungkinan perubahan ke- cepatan tumbukan.
Gambar 5.9
Keadaan bola sebelum tumbu- kan.
v
A
v
B
B A
a sebelum tumbukan
b setelah tumbukan v
A
’ v
B
’ B
A
v
A
= 8 v
B
= -6 ms B
A 1,5 kg
2 kg
...................... 5.6 2. Tumbukan
Kata tumbukan tentu tidak asing lagi bagi kalian. Mobil bertabrakan, permainan tinju dan permainan bil-
yard merupakan contoh dari tumbukan. Untuk di SMA ini dipelajari tumbukan sentral yaitu tumbukan yang
sejenis dengan titik beratnya sehingga lintasannya lurus atau satu dimensi.
Setiap dua benda yang bertumbukan akan memiliki tingkat kelentingan atau elastisitas. Tingkat elastisitas ini
dinyatakan dengan koefisien restitusi e. Koefisien resti- tusi didefinisikan sebagai nilai negatif dari perbandingan
kecepatan relatif sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sebelumnya.
e = - atau e = -
Berdasar nilai koefisien restitusi inilah, tumbukan dapat dibagi menjadi tiga. Tumbukan elastis sempurna,
elastis sebagian dan tidak elastis. Pahami ketiga jenis tumbukan pada penjelasan berikut.
a. Tumbukan elastis sempurna
Tumbukan elastis sempurna atau lenting sempurna adalah tumbukan dua benda atau lebih yang memenuhi
hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik. Pada tumbukan ini memiliki koefisien restitusi
satu, e = 1. Perhatikan contoh berikut.
CONTOH 5.4
Bola A 1,5 kg dan bola B 2 kg bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing 8 ms
dan 6 ms. Jika kedua bola tersebut bertumbukan secara lenting sempurna, maka berapakah:
a. jumlah momentum setelah tumbukan, b. energi kinetik setelah tumbukan,
c. kecepatan kedua bola setelah bertumbukan Penyelesaian
m
A
= 1,5 kg , v
A
= 8 ms m
B
= 2 kg , v
B
= 6 ms Tumbukan lenting sempurna sehinga berlaku:
a. Jumlah momentum setelah tumbukan sama den- gan sebelum tumbukan berarti berlaku:
p’
tot
= p
tot
Di unduh dari : Bukupaket.com
Momentum dan Impuls
79
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.
= m
A
v
A
+ m
B
v
B
= 1,5 . 8 + 2 -6 = 0 b. Energi kinetik setelah tumbukan sama dengan
sebelum tumbukan. E
k’
= E
k
= m
A
v
A 2
+ m
B
v
B 2
= . 1,5 . 8
2
+ . 2 . 6
2
= 66 joule c. Kecepatan setelah tumbukan sama dapat diten-
tukan dari nilai e dan hukum kekekalan momen- tum.
e =
− =
1 −
= 1 − v
A
’ + v
B
’ = 14 v
B
’ = 14 + v
A
’ Hukum kekekalan momentum:
p’
tot
= p
tot
m
A
v
A
’ + m
B
v
B
’ = m
A
v
A
+ m
B
v
B
1,5 v
A
’ + 2 v
B
’ = 1,5 . 8 + 2 -6 1,5
v
A
’ + 2 14 + v
A
’ = 3,5
v
A
’ = −28
v
A
’ = −
= − 8 ms
Substitusikan v
A
’ pada persamaan v
B
’ diperoleh: v
B
’ = 14 + v
A
’ = 14 - 8 = 6 ms. Dari penyelesaian tersebut kedua bola setelah
tumbukan berbalik arahnya.
Bola A bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 6 ms mengejar bola B yang bermassa 4 kg dan ke-
cepatannya 4 ms searah. Jika kedua bola bertum- bukan lenting sempurna maka tentukan:
a.
momentum setelah tumbukan, b. energi kinetik setelah tumbukan,
c. kecepatan bola setelah tumbukan
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMA Kelas XI
80
Gambar 5.10
Gerak tumbukan benda
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.
m
B
v
B
m
A
v
A
a Sebelum tumbukan m
A
m
B
v
A
’ = ? v
B
’ b Setelah tumbukan
b. Tumbukan elastis
