1.1 PENGERTIAN TUMBUKAN

Pada setiap jenis tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum tetapi tidak selalu berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Sebab disini sebagian energi mungkin diubah menjadi panas akibat tumbukan atau terjadi perubahan bentuk :

Macam tumbukan yaitu :

§ Tumbukan elastis sempurna, yaitu tumbukan yang tak mengalami perubahan energi. Koefisien restitusi e = 1

§ Tumbukan elastis sebagian, yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi

§ mekanik sebab ada sebagian energi yang diubah dalam bentuk lain, misalnya panas. Koefisien restitusi 0 <>

§ Tumbukan tidak elastis , yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik dan kedua benda setelah tumbukan melekat dan bergerak bersama-sama. Koefisien restitusi e = 0

Dalam kehidupan sehari-hari, kita biasa menyaksikan benda-benda saling bertumbukan. Banyak kecelakaan yang terjadi di jalan raya sebagiannya disebabkan karena tabrakan (tumbukan) antara dua kendaraan, baik antara sepeda motor dengan sepeda motor, mobil dengan mobil maupun antara sepeda motor dengan mobil. Demikian juga dengan kereta api atau kendaraan lainnya. Hidup kita tidak terlepas dari adanya tumbukan. Ketika bola sepak ditendang David Beckham, pada saat itu juga terjadi tumbukan antara bola sepak dengan kaki Abang Beckham. Tampa tumbukan, permainan billiard tidak akan pernah ada. Demikian juga dengan permainan kelereng kesukaanmu ketika masih kecil. Masih banyak contoh lainnya yang dapat anda temui dalam kehidupan sehari-hari. Ayo dipikirkan… Pada pembahasan mengenai momentum dan impuls, kita telah meninjau hubungan antara momentum benda dengan peristiwa tumbukan. Hukum Kekekalan Momentum yang telah diulas sebelumnya juga selalu ditinjau ketika dua benda saling bertumbukan. Pada kesempatan ini kita akan mempelajari peristiwa tumbukan secara lebih mendalam dan mencoba melihat hukum-hukum fisika apa saja yang berlaku ketika benda-benda saling bertumbukan.

1.2 TUMBUKAN LENTING SEMPURNA

Tumbukan lenting sempurna tu maksudnya bagaimanakah ? Dua benda dikatakan melakukan

Tumbukan lenting sempurna jika Momentum dan Energi Kinetik kedua benda sebelum

tumbukan = momentum dan energi kinetik setelah tumbukan. Dengan kata lain, pada tumbukan

lenting sempurna berlaku Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik.

Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik berlaku pada peristiwa

tumbukan lenting sempurna karena total massa dan kecepatan kedua benda sama, baik sebelum

maupun setelah tumbukan. Hukum Kekekalan Energi Kinetik berlaku pada Tumbukan lenting

sempurna karena selama tumbukan tidak ada energi yang hilang. Untuk memahami konsep ini,

coba jawab pertanyaan berikut ini. Ketika dua bola billiard atau dua kelereng

bertumbukan, apakah anda mendengar bunyi yang diakibatkan oleh tumbukan itu ? atau ketika

mobil atau sepeda motor bertabrakan, apakah ada bunyi yang dihasilkan ? pasti ada bunyi dan

juga panas yang muncul akibat benturan antara dua benda. Bunyi dan panas ini termasuk energi.

Jadi ketika dua benda bertumbukan dan menghasilkan bunyi dan panas, maka ada energi yang

hilang selama proses tumbukan tersebut. Sebagian Energi Kinetik berubah menjadi energi panas

dan energi bunyi. Dengan kata lain, total energi kinetik sebelum tumbukan tidak sama dengan

total energi kinetik setelah tumbukan.

Nah, benda-benda yang mengalami Tumbukan Lenting Sempurna tidak menghasilkan bunyi,

panas atau bentuk energi lain ketika terjadi tumbukan. Tidak ada Energi Kinetik yang hilang

selama proses tumbukan. Dengan demikian, kita bisa mengatakan bahwa pada peritiwa

Tumbukan Lenting Sempurna berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik. Apakah tumbukan lenting sempurna dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari ? Tidak….

Tumbukan lenting sempurna merupakan sesuatu yang sulit kita temukan dalam kehidupan

sehari-hari. Paling tidak ada ada sedikit energi panas dan bunyi yang dihasilkan ketika terjadi

tumbukan. Salah satu contoh tumbukan yang mendekati lenting sempurna adalah tumbukan

antara dua bola elastis, seperti bola billiard. Untuk kasus tumbukan bola billiard, memang energi

kinetik tidak kekal tapi energi total selalu kekal. Lalu apa contoh Tumbukan lenting sempurna ?

contoh jenis tumbukan ini tidak bisa kita lihat dengan mata telanjang karena terjadi pada tingkat

atom, yakni tumbukan antara atom-atom dan molekul-molekul. Istirahat dulu ah…

Sekarang mari kita tinjau persamaan Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan

Energi Kinetik pada perisitiwa Tumbukan Lenting Sempurna. Untuk memudahkan pemahaman

dirimu, perhatikan gambar di bawah.

Dua benda, benda 1 dan benda 2 bergerak saling mendekat. Benda 1 bergerak dengan kecepatan

v1 dan benda 2 bergerak dengan kecepatan v2. Kedua benda itu bertumbukan dan terpantul dalam

arah yang berlawanan. Perhatikan bahwa kecepatan merupakan besaran vektor sehingga

dipengaruhi juga oleh arah. Sesuai dengan kesepakatan, arah ke kanan bertanda positif dan arah

ke kiri bertanda negatif. Karena memiliki massa dan kecepatan, maka kedua benda memiliki

momentum (p = mv) dan energi kinetik (EK = ½ mv2). Total Momentum dan Energi Kinetik

kedua benda sama, baik sebelum tumbukan maupun setelah tumbukan.

Secara matematis, Hukum Kekekalan Momentum dirumuskan sebagai berikut :

m v + m v = m v' +m v' -->Persamaan 1

Keterangan :

m1 = massa benda 1, m2 = massa benda 2

v1 = kecepatan benda sebelum tumbukan dan v2 = kecepatan benda 2 Sebelum tumbukan

v’1 = kecepatan benda Setelah tumbukan, v’2 = kecepatan benda 2 setelah tumbukan

Jika dinyatakan dalam momentum,

m1v1 = momentum benda 1 sebelum tumbukan, m1v’1 = momentum benda 1 setelah tumbukan

m2v2 = momentum benda 2 sebelum tumbukan, m2v’2 = momentum benda 2 setelah tumbukan