Tumbukan Tidak Lenting Sempurna
Fisika SMAMA XI
136
Jadi, tenaga kinetik akhir lebih kecil dari energi kinetik awal.
Contoh Soal 8
Sebuah peluru bermassa m
1
bergerak dengan kelajuan awal
1
kemudian menumbuk tak elastik sempurna sebuah balok
bermassa m
2
yang tergantung seperti bandul. Bandul terayun
setinggi h. Berapa kelajuan peluru? Alat semacam inti
bernama bandul balistik, digunakan untuk menentukan
kecepatan sebuah peluru. Kita dapat membagi masalah
menjadi dua peristiwa. Peris- tiwa pertama adalah peristiwa
tumbukan dan peristiwa kedua bandul naik ke atas.
Gambar 5.7 Bandul balistik
li
m
1
m
2
h
K = ½m
1
+ m
2 2
K
i
= ½m
1 2
m
1
+ m
2
gh = K
Pada peristiwa pertama hukum kekekalan momentum sudut menjadi m
1
v
1
= m
1
+ m
2
v c
v c =
Hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku seperti yang dijelaskan pada contoh 7. Karena mendapat kecepatan awal dari peluru maka bandul
bergerak ke atas dengan kecepatan awalnya sama dengan kecepatan akhir peristiwa pertama. Pada peristiwa ini berlaku hukum kekekalan energi
mekanik. Keadaan awal pada peristiwa ini hanya memiliki energi kinetik. Setelah bandul bergerak sehingga ketinggiannya h maka tenaganya adalah
potensial
K = E
p
137
Fisika SMAMA XI
Energi kinetik awal bandul adalah energi kinetik akhir peristiwa pertama K
awal
=
Perubahan energi kinetik bandul sama dengan perubahan energi potensialnya sehingga:
K = m
1
+ m
2
gh = m
1
+ m
2
gh maka
Kita telah menemukan kelajuan mula-mula peluru.
Contoh Soal 9
Seorang pemain sepak bola bermassa 85 kg berlari dengan kelajuan 7 mdet bertumbukan dengan penjaga gawang bermassa 105 kg yang
mula-mula diam. Berapa kelajuan pemain tepat saat tumbukan? Penyelesaian :
Diketahui :
m
1
= 85 kg m
2
= 105 kg
1
= 7 mdet.
Soal Latihan
Sebuah balok bermassa 4 kg bergerak pada lantai yang licin dengan kelajuan 6 mdet. Balok tersebut melakukan
tumbukan elastik dengan balok bermassa 2 kg yang bergerak ke kanan dengan kelajuan 3 mdet. Berapakah kecepatan kedua
balok setelah tumbukan? Berapakah tenaga kinetik masing- masing setelah tumbukan?
Fisika SMAMA XI
138
Ditanyakan : c = ...?
Jawab :
Kelajuan akhir setelah tumbukan m
1 1
= m
1
+ m
2
c c =
c = = 1,13 mdet
Kedua orang bergerak dengan kelajuan 1,13 mdet dengan arah seperti arah pemain pertama.
Sebuah balok bermassa 65 kg bergerak ke barat dengan kecepatan 5 mdet, bertumbukan dengan balok lain bermassa 70 kg dari arah barat menuju
ke timur dengan kecepatan 3 mdet. Kedua balok tersebut kemudian bergerak bersama-sama. Berapa kecepatan kedua balok setelah
bertumbukan?
Penyelesaian : Arah ke barat kita beri tanda negatif maka arah ke timur kita beri tanda
positif. Diketahui : m
1
= 65 kg m
2
= 70 kg
1
= -5 mdet
2
= 3 mdet Ditanyakan :
c= ... ? Jawab
: Hukum kekekalan momentum
m
1 1
+ m
2 2
= m
1
+ m
2
c 65-5 + 703 = 65 + 60
c c=
= 0,85 mdet Kedua balok tersebut bergerak dengan kelajuan 0,85 mdet
ke arah timur.
Contoh Soal 10
139
Fisika SMAMA XI