3 Fisika_Tumbukan

FISIKA MOMENTUM DAN IMPULS

​UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA_Gitra Bagus Fuad

​PETA

KONSEP

Lebih lanjut, pada peristiwa tumbukan dapat berlaku dua buah hukum, yaitu hukum kekekalan energi kinetik dan/atau hukum kekekalan momentum.

Tumbukan adalah peristiwa yang terjadi ketika suatu benda bertabrakan dengan benda lainnya. Namun jika harus dijelaskan dengan lebih ilmiah, tumbukan adalah peristiwa yang terjadi kedua dua atau lebih benda-benda saling memberikan gaya-gaya yang relatif kuat dalam waktu yang singkat.

TUMBUKAN

Jenis dan Rumus Tumbukan

Peristiwa tumbukan di dalam fisika dapat dibagi menjadi 3 jenis tumbukan. Ketiga jenis ini memiliki rumus tumbukan masing-masing. Secara umum, tumbukan dibagi menjadi 3 macam yaitu :

tumbukan lenting sempurna​

tumbukan tidak lenting sama sekali

tumbukan lenting sebagian

Namun meskipun demikian, tumbukan lenting sempurna hanya terjadi pada partikel-partikel berskala atomik atau lebih kecil lagi.

tumbukan lenting sempurna adalah peristiwa tumbukan di mana jumlah energi kinetik sebelum dan sesudah terjadinya tumbukan adalah sama. Artinya tidak ada energi yang hilang ketika tumbukan terjadi. Pada jenis tumbukan yang satu ini berlaku dua buah hukum sekaligus, yaitu Hukum Kekekalan Energi Kinetik dan Hukum Kekekalan Momentum.

Tumbukan Lenting Sempurna

Syarat benda dikatakan bertumbukan lenting sempurna yaitu sebagai berikut :

• Energi kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama

• Momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama

• Total massa dan kecepatan sebelum dan sesudah kedua benda sama,

• Koefisien, elastisitas bernilai satu (e = 1)

Tumbukan Lenting Sempurna

contoh soal tumbukan lenting sempurna

Dua buah bola bermassa berbeda bergerak berlawanan dan saling bertumbukan. Bola A memiliki massa 2 kg, sedangkan bola B memiliki massa 3 kg. Jika kecepatan masing-masing adalah 6 m/s dan 4 m/s, berapa kecepatan masing-masing setelah tumbukan lenting sempurna terjadi?

​dik :

m_a = 2 kg; v_a = 6 m/s

m_b = 3 kg; v_b = 4 m/s

​dit :

v’_a = … dan v’_b = …​

​m_av_a + m_bv_b = m_av’_a + m_bv’_b

2.6 + 3.4 = 2 v’_a + 3 v’_b

12+12 = 2 v’_a + 3 v’_b

24 = 2 v’_a + 3 v’_b

2 v’_a + 3 v’_b = 24

​Sementara kita simpan dulu persamaan di atas, lalu kita coba masukkan nilai ke persamaan kecepatan untuk tumbukan lenting sempurna

​v_a – v_b = v’_b – v’_a

6 – 4 = v’_b – v’_a

v’_a = v’_b – 2

​

​Dengan demikian

2 v’_a + 3 v’_b = 24

2 ( v’_b – 2) + 3 v’_b = 24

5 v’_b = 24+4

v’_b = 5,6 m/s

dan v’_a = v’_b – 2 = 5,6 – 2 = 3,6 m/s​

​

​Jadi kecepatan kedua benda setelah tumbukan masing-masing adalah 3,6 m/s dan 5,6 m/s.

Tumbukan Lenting Sebagian

Tumbukan lenting sebagian adalah peristiwa tumbukan yang terjadi antara dua atau lebih benda di mana energi kinetik berkurang selama terjadi tumbukan. setelah dua atau lebih benda tersebut bertumbukan, kecepatan lenting/pantul atau kembalinya akan berkurang dari kecepatan datang. Pada kasus tumbukan lenting sebagian itu Hukum Kekekalan Energi tidak berlaku tetapi Hukum Kekekalan Momentum masih berlaku.

Berdasarkan analisa di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa suatu benda mengalami tumbukan lenting sebagian jika memiliki syarat sebagai berikut:

1. Berlaku hukum kekekalan momentum

2. Tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik, karena pada peristiwa ini ada energi gerak yang hilang pada benda

3. Setelah tumbukan benda bergerak sendiri–sendiri (tidak menyatu)

4. Memiliki nilai koefisien restitusi (e) yaitu 0 < e < 1

Tumbukan Lenting Sebagain

contoh soal tumbukan lenting sebagian

Dua buah benda dengan massa sama bergerak saling mendekati satu sama lain dengan kecepatan masing-masing 8 dan 10 m/s. Jika kecepatan benda 2 setelah tumbukan adalah 5 m/s, maka berapa kecepatan benda 1 setelah tumbukan?

​diketahui :

m₁ = m₂ = m

v₁ = 8 m/s

v₂ = 10 m/s

v’₂ = 5 m/s

​

ditanya adalah v’₁ = …

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v’₁ + m₂v’₂m

(v₁+v₂) = m (v’₁+v’₂)

v₁+v₂ = v’₁+v’₂

8+10 = v’₁+5v’₁

v’₁ =13 m/s

Jadi kecepatan benda 1 setelah terjadi tumbukan lenting sebagian adalah 13 m/s.

Tumbukan tidak lenting sama sekali

Dari namanya saja tentu kamu sudah bisa menebak bahwa tumbukan ini tidak menghasilkan lentingan sama sekali. Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, dua atau lebih benda yang telah bertumbukan akan bersatu dan kecepatan benda-benda tersebut adalah sama.

syarat suatu benda terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali yaitu :

1. Berlaku hukum kekekalan momentum

2. Tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik, karena terdapat energi gerak yang hilang pada diri benda

3. Benda menyatu setelah tumbukan sehingga kecepatan setelah tumbukan sama dan bergerak kearah yang sama (v1’ = v2’ = v’).

4. Memiliki nilai koefisien restitusi sama dengan nol (e = 0)

Tumbukan tidak Lenting sama sekali

contoh soal tumbukan tidak lenting sama sekali

Sebuah peluru dengan massa 20 gram melesat dengan kecepatan 100 m/s dan menancap di sebuah balok kayu. Jika massa balok kayu tersebut adalah 480 gram, berapa kecepatan sesaat balok kayu dan peluru setelah tumbukan?

​diketahui :​

m₁ = 20 gr ; v₁ = 100 m/s

m₂ = 480 gr ; v₂ = 0

(v₂ adalah 0 karena balok kayu awalnya tidak bergerak)

Yang ditanya adalah v’ = …

m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁+m₂) v’

20 (100) + 480 (0) = (20+480) v’

v’ = 2.000 / 500

= 4 m/s

Sehingga kecepatan kedua sesaat kedua benda setelah tumbukan tidak lenting adalah 4 m/s.

​THANK YOU GUSY ;))