Teori,contoh soal dan latihan soal tumbukan

TUMBUKAN

   1.Pengertian tumbukan

  Tumbukan adalah suatu peristiwa yang terisolasi ketika dua atau beberapa benda melakukan gaya yang cukup kuat satu kepada yang lain dalam waktu yang sangat singkat.

Jadi menurut  definisi di atas ,gaya gaya yang bekerja pada sistem merupakan gaya gaya internal,yakni gaya gaya yang dilakukan oleh anggota-anggota sistem pada anggota anggota yang lain.Pada peristiwa tumbukan tidak harus terjadi sentuhan atau kontak antara benda-benda yang terlibat dalam tumbukan itu.

  

    2.Jenis jenis tumbukan
  Ada tiga jenis tumbukan ,yaitu tumbukan lenting sempurna ,tidak lenting dan lenting sebagian.

 A.Tumbukan Lenting Sempurna

    jika pada tumbukan tidak terjadi kehilangan energi kinetik, maka tumbukan yang terjadi bersifat lenting sempurna. Disini akan dibahas tumbukan dimana kecepatan benda yang bertumbukan terletak segaris. Misalnya sepanjang sumbu-x seperti pada gambar 6 berikut;

 

Gambar 6. Ilustrasi 2 Bola Sebelum dan Sesudah Tumbukan

Berdasarkan Hukum Kekalan Momentum diperoleh;

atau

Keterangan : M1=massa pertama
M2=massa kedua

v₁=kecepatan gerak benda 1 sebelum tumbukan (m/s)

v₂=kecepatan gerak benda 2 sebelum tumbukan (m/s)

v₁’=kecepatan gerak benda 1 sesudah tumbukan (m/s)

v₂’=kecepatan gerak benda 1 sesudah tumbukan (m/s)

oleh karena tumbukan yang terjadi adalah lenting sempurna, energi kinetiknya tetap, yaitu:

atau

Dengan mengingat, 

maka persamaan ketika terjadi tumbukan lenting sempurna dapat dituliskan sebagai berikut

jika persamaan tersebut dibagi dengan persamaan;

maka diperoleh persamaan sebagai berikut:

     

     B.Tumbukan Tidak Lenting

Dalam tumbukan ini, setelah tumbukan kedua benda akan bergerak bersama seperti pada gambar 8.

Gambar 8. Ilustrasi Tumbukan Tidak Lenting

sehingga berlaku Dengan demikian, Hukum kekekalan momentumnya berbentuk:

Dengan demikian, kecepatan kedua benda setelah tumbukan dapat dihitung dengan rumus:

Jika salah satu benda misalnya m2 semula diam, maka persamaanya menjadi:

Jadi, dengan hanya mengukur massa dan kecepatan sebelum tumbukan, kecepatan benda setelah tumbukan dapat diperhitungkan. Dalam tumbukan tidak lenting, energi kinetik setelah tumbukan selalu lebih kecil daripada energi kinetik sebelum tumbukan.

Rumus energi kinetik sebelum tumbukan adalah

Rumus energi kinetik setelah tumbukan adalah

Perbandingan enrgi kinetik setelah tumbukan dengan energi kinetik  sebelum tumbukan adalah

catatan: persamaan tersebut berlaku jika semula massa m2 diam.

Pada tumbukan tidak lenting, harga koefisien restitusi adalah sebagai berikut:

      C.Tumbukan lenting sebagian

Sebagian besar tumbukan yang terjadi antara dua benda adalah tumbukan lenting sebagian. Misalnya, bola tenis yang bertumbukan dengan raket atau bola baseball yang dipukul. Analisis tumbukan tidak lenting sebagian melibatkan koefisien restitusi (e) .

koefisien restitusi didefinisikan sebagai harga negatif dari perbandingan antara besar kecepatan relatif  kedua benda setelah tumbukan dan sebelum tumbukan.

Pada tumbukan lenting sebagian, harga koefisien

 Contoh Soal:

Sebutir peluru bermassa 30gram bergerak dengan kecepatan sebesar 30 m/s menuumbuk bola kayu bermassa 1kg yang sedang diam.tentukan kelajuan balok jika peluru tertanam di dalam balok!

Pembahasan:

Diketahui

-massa peluru (m1)=30 gram=0,03 kg

-massa balok (m2)= 1kg

-Kecepatan awal peluru(v1)=30 m/s

-Kecepatan awal balok(v2)=0(balok diam)
 Ditanya: kelajuan peluru dan balok setelah tumbukan (v')

Jawab :
Rumus hukum kekekalan momentum jika dua benda menyatu setelah tumbukan
m1 v1 + m2 v2=(m1+m2)v'
(0,03)(30)+(1)(0)=(0.03+1)v'
0,9+0=1,03 v'
0,9=1,03 v'
v'=0,9/1,03 v'=0,87 m/s

 Jadi kelajuan peluru dan balok setelah tumbukan adalah 0,87 m/s.

Latihan Soal :

 Dalam sebuah serial aksi film jepang, secara sembunyi-sembunyi, seorang ninja melemparkan senjata rahasia berbentuk bintang pada seorang jagoan. Segera jagoan tersebut menyadarinya, kemudian melemparkan sumpit ke arah senjata rahasia tersebut untuk menangkalnya. jika senjata rahasia tersebut bermassa 30 g dan dilemparkan dengan kecepatan 35 m/s, sumpit yang hanya bermassa 15 g tersebut paling tidak memerlukan kecepatan agar dapat menangkal serangan tersebut. (Asumsi: tumbukan yang terjadi lenting sempurna dan sumpit tersebut langsung jatuh setelah tumbukan).


Nama kelompok : Rahmad Feri K
                            Ricki Andriansyah
                            Riza Jamashari
                            Sefiera Fauziyah