Pada
postingan sebelumnya telah dibahas mengenai momentum dan impuls. Selanjutnya pada
postingan kali ini kita akan membahas tentang peristiwa Tumbukan. Peristiwa
tumbukan dalam kehidupan sehari-hari erat kaitannya dengan konsep Impuls dan
momentum. Maka sebaiknya dibaca kembali postingan tentang keduanya disini. Peristiwa tumbukan
merupakan peristiwa bertabraknya dua objek atau lebih yang memiliki momentum
(massa dan kecepatan). Misalnya dua kelereng yang saling bertabrakan, bola
kasti yang dilempar di dinding atau kecelakaan oleh dua buah mobil.
Dalam peristiwa
tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum yang
berbunyi bahwa momentum benda sebelum dan setelah tumbukan itu selalu sama.
Yang mana secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut
Keterangan :
p = momentum sebelum
tumbukan (kg. m/s)
p’ = momentum setelah
tumbukan (kg. m/s)
m = massa (kg)
v = kecepatan sebelum
tumbukan (m/s)
v’ = kecepatan setelah tumbukan (m/s)
Perhatikan ilustrasi
tumbukan dua buah bola tersebut dan hubungkan dengan persamaan hukum kekekalan
momentum diatas. Peristiwa tumbukan diatas memenuhi prinsip hukum kekekalan
momentum, maka jumlah momentum benda pertama dan kedua sebelum terjadinya
tumbukan akan sama dengan jumlah total momentum kedua benda setelah tumbukan
pula.
Selanjutnya hukum lain
yang berlaku dalam konsep tumbukan yaitu hukum kekekalan energi mekanik, tetapi
dalam hal ini dengan ketinggian benda yang sama maka dapat disederhanakan
menjadi hukum kekekalan energi kinetik. Dua hukum kekekalan ini yang
berperan dalam peristiwa tumbukan.
Peristiwa tumbukan
dalam fisika dibagi kedalam tiga jenis yaitu :
a.
Tumbukan lenting
sempurna
Pada tumbukan lenting
sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan juga hukum kekekalan energi
kinetik. Pada dunia makroskopis hampir tidak ada peristiwa tumbukan jenis ini
yang terjadi, namun apabila diambil pendekatan yang mendekati lenting sempurna
yaitu tumbukan pada bola biliyar. Contoh lain jenis tumbukan ini hanya dapat
terjadi pada dunia mikroskopis pada tumbukan antar partikel-partikel gas. Jadi benda
yang saling bertumbukan akan saling terpental satu sama lain.
b.
Tumbukan tak lenting
sama sekali
Tumbukan tak lenting
sama sekali terjadi ketika peristiwa setelah tumbukan, kedua benda tidak
terpental tapi menyatu. Misalnya sebuah plastisin dilemparkan pada bola yang
diam. Maka setelah bertumbukan bola dan plastisin menyatu dan kemudian
sama-sama bergerak. Pada peristiwa tumbukan ini tetap berlaku hukum kekekalan
momentum namun hukum kekekalan energy kinetik tidak berlaku dalam peristiwa
jenis ini.
c.
Tumbukan lenting
sebagian
Jenis tumbukan ini lah
yang paling sering terjadi dalam dunia nyata. Tumbukan ini setelahnya akan kehilangan
beberapa energinya yang berubah menjadi energi panas dan bunyi. Sehingga analisis
perhitungannya tidak menggunakan hukum kekekalan energi kinetik juga dan tetap
berlaku kekekalan momentum. Contoh peristiwa ini yaitu ketika bola dijatuhkan
ke lantai, maka pantulan bola setelah tumbukan tidak akan sama dengan
ketinggian awal.
Koefisien Restitusi
Tingkat kelentingan
suatu benda yang saling bertumbukan dapat dijabarkan dengan koefisien
restitusi. Perbandingan antara selisih negatif kecepatan benda setelah tumbukan
dan sebelum tumbukan dinamakan koefisien
restitusi
Nilai koefisien
restitusi untuk tumbukan lenting sempurna yaitu 1 , dan nilai tumbukan tak
lenting sempurna yaitu 0 . dan nilai tumbukan lenting sebagian berkisar antara
0 sampai 1.