Satu materi fisika yang dulu saya senangi adalah tumbukan. Materi tumbukan ini sama menariknya dengan beberapa materi lain seperti besaran dan sebagainya. Hal yang menarik pada tumbukan ini adalah bagaimana sebuah benda dapat berbeda lentingnya ketika ia berada di kondisi yang berbeda. Ada rumus tumbukan yang berbeda di setiap jenis tumbukan itu.

“Baru awal tulisan udah bahas rumus aja ya”

Yah, namanya juga bicara fisika, jadi tidak bisa lepas dari rumus-rumus itu. Omong-omong, dari pada kamu semakin pusing, bagaimana kalau kita bahas materi tumbukan dengan lebih soft atau santai? Mudah-mudahan bisa membantu kamu dalam memahami materi ini.

Oh ya, kamu bisa menggunakan daftar isi di bawah ini untuk navigasi ke bagian tulisan mana yang ingin kamu baca terlebih dahulu.

Pengertian Tumbukan

Tumbukan adalah peristiwa yang terjadi ketika suatu benda bertabrakan dengan benda lainnya. Namun jika harus dijelaskan dengan lebih ilmiah, tumbukan adalah peristiwa yang terjadi kedua dua atau lebih benda-benda saling memberikan gaya-gaya yang relatif kuat dalam waktu yang singkat.

Peristiwa tumbukan sangat umum terjadi di kehidupan kita sehari-hari. Baik itu dalam skala mikroskopis yaitu pada partikel-partikel sangat kecil seperti partikel sub-atomik (proton, elektron dll) hingga skala sangat besar seperti skala astronomis di mana bintang-bintang dan benda-benda langit lainnya bertubrukan satu dengan lainnya.

Lebih lanjut, pada peristiwa tumbukan dapat berlaku dua buah hukum, yaitu hukum kekekalan energi kinetik dan/atau hukum kekekalan momentum. Sementara itu, contoh tumbukan dalam kehidupan sehari-hari yang bisa kita temukan salah satunya adalah tumbukan antara dua atau lebih kelereng saat kita bermain dengan teman-teman.

Jenis dan Rumus Tumbukan

Peristiwa tumbukan di dalam fisika dapat dibagi menjadi 3 jenis tumbukan lho teman-teman. Ketiga jenis ini memiliki rumus tumbukan masing-masing. Secara umum, tumbukan dibagi menjadi 3 macam yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak lenting sama sekali.

Lalu apa yang membedakan masing-masing jenis tumbukan itu? Yuk kita bahas lebih lanjut.

Tumbukan Lenting Sempurna

Gampangnya, tumbukan lenting sempurna adalah peristiwa tumbukan di mana jumlah energi kinetik sebelum dan sesudah terjadinya tumbukan adalah sama. Artinya tidak ada energi yang hilang ketika tumbukan terjadi. Pada jenis tumbukan yang satu ini berlaku dua buah hukum sekaligus, yaitu Hukum Kekekalan Energi Kinetik dan Hukum Kekekalan Momentum.

Namun meskipun demikian, tumbukan lenting sempurna hanya terjadi pada partikel-partikel berskala atomik atau lebih kecil lagi.

Adapun rumus tumbukan lenting sempurna saya tuliskan dalam infografis berikut:

tumbukan lenting sempurna

Tumbukan Lenting Sebagian

Tumbukan lenting sebagian adalah peristiwa tumbukan yang terjadi antara dua atau lebih benda di mana energi kinetik berkurang selama terjadi tumbukan. Gampangnya, setelah dua atau lebih benda tersebut bertumbukan, kecepatan lenting/pantul atau kembalinya akan berkurang dari kecepatan datang. Pada kasus tumbukan lenting sebagian itu Hukum Kekekalan Energi tidak berlaku tetapi Hukum Kekekalan Momentum masih berlaku.

Jika butuh contoh untuk membayangkannya, contoh tumbukan lenting sempurna ini adalah tumbukan antara bola bakso yang jatuh ke lantai. Kecepatan kembali atau lentingannya akan lebih rendah dari pada kecepatan ketika ia jatuh. Eh, entah kenapa saya jadi teringat materi tentang gerak jatuh bebas juga ya.

Adapun rumus tumbukan lenting sebagian adalah sebagai berikut:

tumbukan lenting sebagian

Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Jenis tumbukan lainnya adalah tumbukan tidak lenting sama sekali. Dari namanya saja tentu kamu sudah bisa menebak bahwa tumbukan ini tidak menghasilkan lentingan sama sekali. Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, dua atau lebih benda yang telah bertumbukan akan bersatu dan kecepatan benda-benda tersebut adalah sama.

Rumus tumbukan tidak lenting sama sekali adalah sebagai berikut:

tumbukan tidak lenting sama sekali

Contoh Soal Tumbukan

Nah, sebelumnya kita sudah membahas mengenai pengertian tumbukan, jenis-jenis tumbukan serta rumus tumbukan itu. Tentunya pemahaman kita belum akan afdol kalau tidak melihat contoh soal tumbukan tersebut. Di bawah saya akan lampirkan contoh soal dan pembahasannya.

Contoh Soal Tumbukan Lenting Sempurna

Berikut contoh soal tumbukan lenting sempurna dan pembahasannya

Soal:

Dua buah bola bermassa berbeda bergerak berlawanan dan saling bertumbukan. Bola A memiliki massa 2 kg, sedangkan bola B memiliki massa 3 kg. Jika kecepatan masing-masing adalah 6 m/s dan 4 m/s, berapa kecepatan masing-masing setelah tumbukan lenting sempurna terjadi?

Jawaban:

Sebelum menjawab soal, kita perlu mendifinisikan varibel dan nilai yang sudah disebutkan di dalam soal terlebih dahulu. Berikut nilai yang sudah diketahui:

ma = 2 kg; va = 6 m/s

mb = 3 kg; vb = 4 m/s

Sedangkan yang ditanya adalah v’a = … dan v’b = …

Maka beginilah perhitungannya,

mava + mbvb = mav’a + mbv’b

2.6 + 3.4 = 2 v’a + 3 v’b

12+12 = 2 v’a + 3 v’b

24 = 2 v’a + 3 v’b

2 v’a + 3 v’b = 24

Sementara kita simpan dulu persamaan di atas, lalu kita coba masukkan nilai ke persamaan kecepatan untuk tumbukan lenting sempurna, seperti ini:

va – vb = v’b – v’a

6 – 4 = v’b – v’a

v’a = v’b – 2

Dengan demikian

2 v’a + 3 v’b = 24

2 ( v’b – 2) + 3 v’b = 24

5 v’b = 24-2

v’b = 4,4 m/s

dan v’a = v’b – 2 = 4,4 – 2 = 2,4 m/s

Jadi kecepatan kedua benda setelah tumbukan masing-masing adalah 2,4 m/s dan 4,4 m/s.

Cukup mudah, bukan?

Contoh Soal Tumbukan Lenting Sebagian

Berikut contoh soal tumbukan lenting sebagian dan pembahasannya

Soal:

Dua buah benda dengan massa sama bergerak saling mendekati satu sama lain dengan kecepatan masing-masing 8 dan 10 m/s. Jika kecepatan benda 2 setelah tumbukan adalah 5 m/s, maka berapa kecepatan benda 1 setelah tumbukan?

Jawaban:

Sebelum kita mulai mencari jawabannya, kita definisikan dulu yuk nilai yang sudah diketahui

m1 = m2 = m
v1 = 8 m/s
vsub>2 = 10 m/s
v’2 = 5 m/s

Dan yang ditanya adalah v’1 = …

Maka begini perhitungannya:

m1v1 + m2v2 = m1v’1 + m2v’2
m (v1+v2) = m (v’1+v’2)
v1+v2 = v’1+v’2
8+10 = v’1+5
v’1=13 m/s

Jadi kecepatan benda 1 setelah terjadi tumbukan lenting sebagian adalah 13 m/s.

Contoh Soal Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Berikut contoh soal tumbukan tidak lenting sama sekali

Soal:

Sebuah peluru dengan massa 20 gram melesat dengan kecepatan 100 m/s dan menancap di sebuah balok kayu. Jika massa balok kayu tersebut adalah 480 gram, berapa kecepatan sesaat balok kayu dan peluru setelah tumbukan?

Jawaban:

Seperti sebelumnya, kita definisikan terlebih dahulu variabel dan nilai yang ada, maka diperoleh nilai sebagai berikut:

m1 = 20 gr ; v1 = 100 m/s

m2 = 480 gr ; v2 = 0 (v2 adalah 0 karena balok kayu awalnya tidak bergerak)

Yang ditanya adalah v’ = …

Maka begini cara menghitungnya:

m1v1 + m2v2 = (m1+m2) v’

20 (100) + 480 (0) = (20+480) v’

v’ = 2.000 / 500 = 4 m/s

Sehingga kecepatan kedua sesaat kedua benda setelah tumbukan tidak lenting adalah 4 m/s.

Nah, itulah pembahasan kita mengenai materi tumbukan di dalam fisika. Baik dari pengertian, jenis, rumus hingga contoh soalnya. Jika dari penjelasan saya di atas ada yang kurang kamu pahami, jangan sungkan untuk menanyakannya di kolom komentar ya.[]

[adinserter block=”1″]

error: