Jenis Tumbukan Dan Pembahasan Pola Soal

Pada postin­gan sebelum­nya sudah dit­erangkan bah­wa tum­bukan yakni salah satu insi­d­en yang berbin­cang adanya kekekalan momen­tum. Untuk semua jenis tum­bukan cen­tral yang ter­ja­di antara dua ben­da , maka  jum­lah saat-saat sesu­dah tum­bukan akan sama den­gan jum­lah saat-saat sebelum tum­bukan jikalau tidak ada gaya ekster­nal yang mem­pen­garuhinya. Tum­bukan cen­tral ialah tum­bukan antara ked­ua ben­da dimana pada di saat ter­ja­di tum­bukan , kecepatan mas­ing-mas­ing ben­da menu­ju ke sen­tra ben­da.

Jenis-jenis Tumbukan

Berdasarkan peta desain di atas , maka kita sang­gup mem­be­dakan tum­bukan menu­rut tingkat kelentin­gan­nya. Berdasarkan tingkat kelentin­gan­nya (bergan­tung pada koe­fisien resti­tusinya) maka tum­bukan sang­gup dibedakan men­ja­di tum­bukan lent­ing dan tumukan tidak lent­ing.
Bacaan Lain­nya

Secara biasa , tum­bukan dibedakan men­ja­di tiga jenis yakni :

  1. Tum­bukan Lent­ing Sem­pur­na
    Dua buah ben­da dibi­lang men­gala­mi tum­bukan lent­ing tepat jikalau pada tum­bukan terse­but tidak ada ener­gi yang hilang sehing­ga berlaku­lah atu­ran keke­lan ener­gi kinetik. Jika dua ben­da bertum­bukan lent­ing tepat , maka koe­fisien resti­tusinya sama den­gan satu. Den­gan begi­tu , sang­gup ditarik kes­im­pu­lan bah­wa pada tum­bukan lent­ing tepat akan berlaku :
    1. Hukum Kekekalan Momen­tum
      m1v1 + m2v2 = m1v1′ + m2v2
      Den­gan :

      m1 = mas­sa ben­da 1 (kg)
      m2 = mas­sa ben­da 2 (kg)
      v1 = kecepatan per­mu­laan ben­da 1 (m/s)
      v2 = kecepatan per­mu­laan ben­da 2 (m/s)
      v1′ = kecepatan sele­sai ben­da 1 (m/s)
      v2′ = kecepatan sele­sai ben­da 2 (m/s)

    2. Hukum Kekekalan Ener­gi Kinetik
      ½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v12 + ½ m2v22
    3. Koe­fisien Resti­tusi (e = 1)
      Berikut rumus koe­fisien resti­tusi yang berlaku untuk semua jenis tum­bukan.
      e = - (v1′ — v2′)
      (v1 — v2)
    Con­toh Soal :
    1. Jika ben­da bermas­sa 2 kg berg­er­ak ke timur den­gan kecepatan 4 m/s dan bertum­bukan lent­ing tepat den­gan ben­da bermas­sa 1 kg yang berg­er­ak ke barat den­gan kecepatan 6 m/s , maka bera­pakah kecepatan mas­ing-mas­ing ben­da sesu­dah tum­bukan?
      Pem­ba­hasan :
      Ingat bah­wa saat-saat ialah besaran vek­tor maka amati arah kecepatan dalam pen­jum­la­han­nya. Untuk tujuan gam­pang , jikalau kecepatan ke kanan atau ke atas , maka gunakan tan­da posisitf seba­liknya , jikalau kecepatan ke kiri atau ke bawah gunakan tan­da negatif. 

      Dari soal dipa­ha­mi :
      m1 = 2 kg ; v1 = 4 m/s (ke kanan)
      m2 = 1 kg ; v2 = ‑6 m/s (ke kiri)
      e = 1

      Dari koe­fisien resti­tusi :

      e = - (v1′ — v2′)
      (v1 — v2)
      1 = - (v1′ — v2′)
      (4 -(-6))

      -10 = v1′ — v2
      v1′ = v2′ — 10 .….…(1)

      Dari atu­ran kekekalan saat-saat :
      m1v1 + m2v2 = m1v1′ + m2v2
      ⇒  2(4) — 1(6) = 2v1′ + 1v2
      ⇒  8 — 6 =  2v1′ + v2
      ⇒  2 = 2v1′ + v2′ .……(2)

      Sub­sti­tusi per­samaan 1 ke per­samaan 2 :
      2 = 2v1′ + v2

      ⇒  2 = 2(v2′ — 10) + v2
      ⇒ 2 = 2v2′ — 20 + v2
      ⇒ 22 = 3v2
      ⇒ v2′ = 22/3 m/s (ke kanan)

      Selan­jut­nya ‚
      v1′ = v2′ — 10
      ⇒ v1′ = 22/3 — 10
      ⇒ v1′ = ‑8/3 m/s (ke kiri)

  2. Tum­bukan Lent­ing Seba­gian
    Pada tum­bukan lent­ing seba­gian , ada ener­gi yang hilang sehing­ga tidak berlaku atu­ran kekekalan ener­gi kinetik. Mes­ki begi­tu , pada tum­bukan ini juga berlaku atu­ran kekekalan saat-saat dan den­gan koe­fisien resti­tusi di antara 0 hing­ga 1 (0 < e < 1).
    Con­toh Soal :
    1. Jika bola bermas­sa 2 kg berg­er­ak den­gan kecepatan 4 m/s dan bertum­bukan den­gan bola bermas­sa 1 kg yang berg­er­ak dari arah berten­tan­gan den­gan kecepatan 6 m/s , maka bera­pakah kecepatan mas­ing-mas­ing ben­da sesu­dah tum­bukan? (e = 0 ‚8).
  3. Tum­bukan Tidak Lent­ing Sama Sekali
    Keti­ka dua ben­da bertum­bukan tidak lent­ing tepat , maka sesu­dah tum­bukan ked­ua ben­da akan sal­ing melekat sehing­ga mere­ka akan berg­er­ak den­gan kecepatan yang seru­pa ke arah yang sama. Pada tum­bukan lent­ing tidak tepat , berlaku :
    1. Hukum Kekekalan Momen­tum
      Kare­na kecepatan ben­da sesu­dah tum­bukan sama besar , maka rumus kekekalan saat-saat sang­gup diseder­hanakan men­ja­di :
      m1v1 + m2v2 = (m1+ m2) v’
      Den­gan :

      m1 = mas­sa ben­da 1 (kg)
      m2 = mas­sa ben­da 2 (kg)
      v1 = kecepatan per­mu­laan ben­da 1 (m/s)
      v2 = kecepatan per­mu­laan ben­da 2 (m/s)
      v’ = v1′ = v2′ = kecepatan sele­sai ben­da (m/s)

    2. Koe­fisien resti­tusi (e = 0)
    3. Kecepatan ben­da sesu­dah tum­bukan sama
    Con­toh Soal :
    1. Sebuah pelu­ru bermas­sa 10 gram ditem­bakkan den­gan kecepatan 40 m/s dan ter­tanam pada suatu balok bermas­sa 0 ‚99 kg yang mula-mula diam. Hitunglah kecepatan balok sesu­dah ditem­bak.
      peta desain tumbukan
      Pem­ba­hasan :
      Dari rumus HKM , diper­oleh :
      v’ = mpvp + mbvb
      (m1+ m2)
      v’ = 0 ‚01(40) + 0 ‚99(0)
      (0 ‚01 + 0 ‚99)
      v’ = 0 ‚4
       1

       v’ = 0 ‚4 m/s

      Kare­na v’ = vp’ = vb’ , maka kecepatan balok sesu­dah ditem­bak yakni 0 ‚4 m/s.

Share ke Face­book »Share ke Twit­ter »
Cafeberita.com yakni blog wacana materi bela­jar. Gunakan Kolom Search atau pen­car­i­an untuk mener­i­ma materi bergu­ru yang ingin dipela­jari.

Pos terkait