Materi Momentum dan Tumbukan : Pengertian, Rumus dan Latihan Soal
Zsmart.id. - Tumbukan merupakan salah satu bagian dari fenomena pada momentum dan impuls. Pada artikel kali ini, kita akan mempelajari secara singkat terkait materi tumbukan yang meliputi pengertian, jenis-jenis tumbukan dan contoh soal.
Pengertian Tumbukan
Berdasarkan buku Physics, 3rd Edition yang ditulis oleh Halliday dan Resnick (1978) tumbukan merupakan fenomena bertemunya dua atau lebih benda dan berdasarkan kejadian tersebut kita bisa menganalisis kejadian sebelum dan sesudah benda tersebut bertemu guna untuk mengetahui besaran-besaran yang berada pada kondisi tersebut.
Jenis - Jenis Tumbukan
Peristiwa tumbukan kita bagi atas tiga jenis yakni : a) tumbukan elastis, b) tumbukan inelastis dan c) tumbukan inelastis sempurna. Pada poin a), b) dan c) berlaku hukum kekekalan momentum namun pada poin b) dan c) tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik.
a) Tumbukan elastis
Pada tumbukan elastis, kedua benda yang saling bertumbukan mengalami momentum yang kekal. Dalam artian, momentum sebelum tumbukan akan sama dengan momentum setelah tumbukan. Selain itu, tumbukan ini juga memiliki energi kinetik yang tetap.
dengan menggunakan kedua konsep tersebut maka akan diperoleh hubungan antara kecepatan sebelum tumbukan dan setelah bertumbukan yakni :
.png)
berdasarkan persamaan ini maka kita menemukan besara baru yang disebut sebagai koefisien restitusi e yang dapat dituliskan sebagai berikut :
terlihat bahwa untuk tumbukan elastis, nilai koefisien restitusi bernilai 1. Lebih lanjut, nilai kecepatan akhir dari masing-masing benda dapat ditemukan dengan menggunakan persamaan berikut :
b) Tumbukan inelastis
Pada tumbukan ini, kedua benda tetap tunduk pada hukum kekekalan momentum hanya saya tidak tunduk pada hukum kekekalan energi kinetik. Selain itu, nilai koefisien restitusi dari tumbukan jenis ini berada dari rentang 0 hingga 1. Seperti pada gambar di atas, kecepatan akhir dari masing - masing benda dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :
c) Tumbukan inelastis sempurna
Tumbukan inelastis sempurna merupakan kasus khusus dari tumbukan inelastis. Pada tumbukan jenis ini, pada akhir tumbukan kedua benda akan menyatu dan bergerak dengan kecepatan yang sama. Tumbukan ini memiliki nilai koefisien restitusi bernilai 0.
kecepatan akhir benda dapat ditentukan menggunakan hukum kekekalan momentum dan akan diperoleh persamaan berikut :
Sekian informasi mengenai momentum dan impuls. Semoga bermanfaat !
Contoh Soal
Sebuah benda bermassa 2kg dalam keadaan diam tiba-tiba meledak menjadi dua pecahan yang bermassa 0.5kg dan 1.5kg dalam arah saling menjauhi. Jika pecahan bermassa 0.5kg memiliki kecepatan 5m/s. Tentukan kecepatan benda bermassa 1.5kg !
Jawaban:
Untuk menjawab soal ini, kita dapat menggunakan hukum kekekalan momentum linear. Pada soal disebutkan bahwa sistem dalam keadaan diam, hal ini menunjukkan bahwa mementum awal sistem adalah bernilai nol.
Olehnya, persamaan hukum kekekalan momentum linear memberikan persamaan :
\[ 0+0=m_{A}v_{A}^{'}+m_{B}v_{B}^{'}\]
kemudian kita misalkan massa benda A adalah 0.5kg yang bergerak ke kiri dan benda B bermassa 1.5kg bergerak ke kanan. Karena momentum adalah besaran vektor, maka kita mengambil arah kecepatan benda yang bergerak ke kanan (sumbu-x positif) bernilai positif.
Dengan asumsi ini, maka diperoleh :
\[v_{B}^{'}=-\frac{m_{A}}{m_{B}}v_{A}^{'}\]
\[v_{B}^{'}=-\frac{0.5kg}{1.5kg}\left(-5m/s\right)\]
\[v_{B}^{'}=1.6m/s\]
Terlihat bahwa kecepatan benda B sebesar 1.6m/s mengarah ke arah kanan.
Latihan Soal
Silahkan mengerjakan soal-soal berikut!
1) Dua benda bermassa M saling mendekati dengan kecepatan masing-masing benda A 3m/s dan benda B 1m/s sehingga mereka mengalami tumbukan. Jika setelah bertumbukan kedua benda masing-masing bergerak dengan arah berlawanan dari gerak asal dengan kecepatan benda A 1m/s dan benda B 2m/s. Tentukan jenis tumbukan yang terjadi !
2) Tentukan momentum yang dihasilkan oleh bola bermassa 0.5kg yang bergerak dengan kecepatan 10m/s !
3) Benda A bermassa 500gr bergerak ke arah kanan menumbuk benda B bermassa 250gr yang awalnya diam. Setelah mengalami tumbukan, kedua benda menyatu. Tentukan kecepatan akhir benda A dan benda B!
Demikian uraian materi singkat mengenai materi tumbukan. Semoga bermanfaat!
Post a Comment for "Materi Momentum dan Tumbukan : Pengertian, Rumus dan Latihan Soal"