Sebelum mengenai lantai =P1 = m V = (-)
Sesudah mengenai lantai :P2 = mV = ...
b) Gaya rata-rata FΔt = P2 – P1
Tumbukan, pernahkah Anda mendengar tentangnya? Materi tersebut ternyata ada di pelajaran IPA, khususnya bagian fisika. Dalam ilmu fisika, tumbukan memiliki arti sebuah peristiwa di mana bertemunya dua benda yang bergerak. Materi ini juga berkaitan dengan energi dan hukum kekekalan.
Dalam pelajaran tersebut, terdapat beberapa macam tumbukan fisika yang bisa Anda ketahui. Selain itu, ada beberapa soal dari tumbukan yang bisa membantu Anda untuk mengerjakan soal yang serupa. Berikut jenis dari tumbukan dan contoh soal beserta jawabannya.
Jenis-Jenis Tumbukan yang Harus Kamu Tahu
Jenisnya yang pertama adalah tumbukan lenting sempurna. Jenis ini tidak akan kehilangan energi kinetik jika terjadi tumbukan. Energi kinetiknya dan momentum akan sama meski sebelum dan sesudah terjadi tumbukan. Rumus dari tumbukan lenting sempurna adalah V1 + V1pangkat 1 = V2 + V2pangkat 1.
Jenis tumbukan yang kedua adalah tumbukan lenting sebagian di mana akan mengalami kehilangan energi kinetik setelah tumbukan. Rumusnya adalah eV1 + V1 = eV2 + V2. Contoh dari tumbukan jenis lenting sebagian bisa dilihat dari bola bekel yang jatuh dan terus memantul berulang kali sampai berhenti.
Jenis tumbukan yang ketiga adalah tumbukan tidak lenting sama sekali. Hal ini terjadi apabila setelah tumbukan, kedua benda memiliki kecepatan yang sama. Alhasil, rumusnya adalah m1V1 + m2V2 = (m1+m2)V’. Contohnya bisa dilihat dari ayunan balistik.
Contoh Soal Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali
Ada sebuah peluru dengan massa 20 gram. Kemudian, peluru tersebut ditembakkan pada balok ayunan balistik yang mempunyai massa 1 kilogram. Jika peluru yang tertancap pada balok mencapai tinggi 25 cm, berapakah kecepatan dari peluru mulanya?
0,02.v = (0,02+1) √2.10.0,25
Contoh Soal Tumbukan Lenting Sebagian
Jika bola bekel jatuh dari ketinggian 4 meter dan mengalami pengulangan secara berulang kali. Koefisien restitusinya adalah 0,7, lalu berapa tinggi bola bekel setelah mengalami pemantulan ke-5?
= 0,113 meter lalu diubah ke cm menjadi 11,3 cm.(ANG)
Kecepatan kedua bola setelah tumbukan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan pada Hukum Kekekalan momentum. Simak penjelasan berikut!
Impuls dan Momentum
Tumbukan adalah peristiwa tabrakan antara dua benda yang bergerak, baik keduanya ataupun salah satunya. Tumbukan berhubungan erat dengan impuls dan momentum.
Impuls adalah peristiwa bekerjanya gaya dalam waktu sangat singkat atau disebut juga perubahan momentum. Momentum adalah kecenderungan benda yang bergerak untuk melanjutkan gerakannya pada kelajuan konstan. Impuls dan momentum dapat dirumuskan sebagai berikut.
I = FΔt = Δp
p = mv
Δp = m₁v₁ - m₂v₂
dengan
I = Impuls (Ns)
F = gaya (N)
Δt = waktu (s)
p = momentum (kgm/s)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
Hukum Kekekalan Momentum
Hukum Kekekalan Momentum menyatakan bahwa perubahan momentum awal sama dengan perubahan momentum akhir.
Δp₁ = Δp₂
m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁’ + m₂v₂’
Koefisien restitusi adalah derajat kelentingan tumbukan, dirumuskan:
e = - (v₂'-v₁')/(v₂-v₁)
Pergerakan benda erat kaitannya dengan energi kinetik. Pada tumbukan tertentu, berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik.
½m₁v₁² + ½m₂v₂² = ½m₁(v₁’)² + ½m₂(v₂’)²
Tumbukan dibagi menjadi 3 macam, yaitu:
1. Tumbukan lenting sempurna
Pada tumbukan lenting sempurna, tidak ada energi yang hilang sehingga berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik. Koefisien restitusi e = 1 dan berlaku Hukum Kekekalan Momentum.
2. Tumbukan lenting sebagian
Pada tumbukan lenting sebagian, ada energi yang hilang menjadi bentuk lain, seperti panas atau bunyi, sehingga tidak berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik. 0 < e < 1 dan berlaku Hukum Kekekalan Momentum.
3. Tumbukan tidak lenting sama sekali
Pada tumbuhan tidak lenting sama sekali, berlaku Hukum Kekekalan Momentum dengan koefisien restitusi e = 0. Benda menyatu dan bergerak bersamaan sehingga v₁' = v₂' = v'.
Pembahasan
Diketahui
Massa benda 1 m₁ = 8 kg
Massa benda 2 m₂ = 4 kg
Kecepatan benda 1 v₁ = 11 m/s
Kecepatan benda 2 v₂ = -7 m/s (berlawanan arah dengan v₁)
Ditanya
Kecepatan benda setelah tumbukan, jika terjadi tumbukan:
a. Lenting sempurna
b. Tidak lenting
c. Lenting sebagian dengan e = 0,2
Penyelesaian
a. Lenting sempura
m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁’ + m₂v₂’
8.11 + 4(-7) = 8v₁’ + 4v₂’
88 - 28 = 8 v₁’ + 4 v₂’
60 = 8 v₁’ + 4 v₂’
15 = 2v₁’ + v₂’ ---- (persamaan 1)
e = - (v₂'-v₁')/(v₂-v₁)
1 = - (v₂'-v₁')/(-7-11)
1 = - (v₂'-v₁'')/(-18)
18 = v₂'-v₁' … (persamaan 2)
Persamaan (1) dan (2)
15 = 2v₁’ + v₂’
18 = v₂'-v₁' _
3 = 3 v₁’
v₁’ = 1 m/s
Masukkan v₁’ ke persamaan (2)
18 = v₂'-1
v₂' = 19 m/s
b. Tidak lenting
m₁v₁ - m₂v₂ = (m₁+m₂)v’
8.11 + 4(-7) = (8+4) v’
60 = 12 v’
v’ = 5 m/s
c. Lenting sebagian dengan e = 0,2
m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁’ + m₂v₂’
8.11 + 4(-7) = 8v₁’ + 4v₂’
88 - 28 = 8 v₁’ + 4 v₂’
60 = 8 v₁’ + 4 v₂’
15 = 2v₁’ + v₂’ ---- (persamaan 1)
e = - (v₂'-v₁')/(v₂-v₁)
0,2 = - (v₂'-v₁')/(-7-11)
0,2 = - (v₂'-v₁')/(-18)
3,6 = v₂' - v₁' … (persamaan 2)
Persamaan (1) dan (2)
15 = 2v₁’ + v₂’
3,6 = v₂'-v₁' _
11,4 = 3 v₁’
v₁’ = 3,8 m/s
Masukkan v₁’ ke persamaan (2)
3,6 = v₂'-3,8
v₂' = 7,4 m/s
Kesimpulan
Jadi, kecepatan kedua bola setelah tumbukan jika terjadi tumbukan
a. lenting sempurna, adalah v₁’ = 1 m/s dan v₂' = 19 m/s,
b. tidak lenting, adalah v’ = 5 m/s, dan
c. lenting sebagian dengan e = 0,2, adalah v₁’ = 3,8 m/s dan v₂' = 7,4 m/s.
Pelajari Lebih lanjut
1. brainly.co.id/tugas/8537675
2. brainly.co.id/tugas/15675816
Detail Jawaban
Kelas: 10
Mapel: Fisika
Bab: Impuls dan Momentum
Kode: 10.6.9
Kata Kunci: impuls, momentum, tumbukan, lenting, sempurna, sebagian, restitusi, kecepatan, massa, koefisien, kekekalan