Tugas FISIKA teori TUMBUKAN

TUGAS MANDIRI FISIKA

 

DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

 SMA NEGERI 3 SRAGEN

TAHUN PELAJARAN 2011/2012

TEORI TUMBUKAN

Kekekalan momentum merupakan sebuah sarana yang sangat bermanfaat untuk membahas proses tumbukan. Impuls adalah besaran vektor yang arahnya sama dengan arah gaya. Secara matematis ditulis:

Dengan :         

I	:	Impuls gaya yang bekerja dalam waktu singkat (Ns)
F	:	Gaya (N)
Dt	:	Selang waktu saat benda dikenai gaya (sekon)

Peristiwa tumbukan antara dua buah benda dapat dibedakan menjadi beberapa jenis. Perbedaan tumbukan-tumbukan tersebut dapat diketahui berdasarkan nilai koefisien elastisitas (koefisien restitusi) dari dua buah benda yang bertumbukan. Koefisien elastisitas dari dua benda yang bertumbukan sama dengan perbandingan negatif antara beda kecepatan sesudah tumbukan dengan beda kecepatan sebelum tumbukan. Secara matematis, koefisien elastisitas dapat dinyatakan sebagai berikut:

dengan :e = koefisien elastisitas ( 0 < e  <1 )

Ketika dua buah benda saling bergerak mendekati kemudian bertumbukan (bertabrakan), setidaknya ada tiga jenis tumbukan yang terjadi.

 1) Tumbukan Lenting Sempurna

Pada peristiwa tumbukan lenting sempurna, berlaku :

a. Hukum kekekalan energi mekanik

b. Hukum kekekalan momentum

c. Koefisien restitusi e = 1

2) Tumbukan Lenting Sebagian

Pada peristiwa tumbukan lenting sebagian, berlaku :

a. Hukum kekekalan momentum

b. Koefisien restitusi (0<e<1)

 3) Tumbukan Tak Lenting sama sekali

Pada tumbukan tak lenting sama sekali, berlaku :

a. Seluruh energi mekanik terserap.

b. Berlaku hukum kekekalan momentum.

c. Setelah tumbukan, benda menyatu.

d. Koefisien restitusi e = 0.

e. Kecepatan sesudah tumbukan :

f. Untuk kasus tumbukan tak elastis dan benda kedua dalam keadaan diam 

(v₂ = 0), maka nilai perbandingan energi kinetik kedua sistem :

Berdasarkan Hukum Kekekalan Momentum maka:
m1v1 + m2v2 = m1v1′ + m2v2′
m1v1 + m2v2 = (m1 + m2) v’
Karena v1′ = v2′, maka v1′ – v2′ = 0, sehingga koefisien
restitusi (e) adalah:

Jadi, pada tumbukan tidak lenting sama sekali besarnya koefisien restitusi adalah nol (e =0).

Contoh Tumbukan Dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Tumbukan Lenting Sempurna

            Misalkan sebuah benda A dan B bertumbukan, maka setelah kedua benda tersebut bertumbukan, kedua benda tadi akan kembali dengan kecepatan yang sama sebelum benda bertumbukan. Peristiwa tadi disebut dengan lenting sempurna.

2.  Tumbukan Lenting Sebagian

 

            Dua bola billiard yang saling bertumbukan pada permainan billiard. Kecepatan bola setelah menumbuk berkurang dari kecepatan sebelum menumbuk. Maka Tumbukan ini dinamakan tumbukan lenting sebagian.

3. Lenting Tak Sempurna atau Tidak Lenting sama sekali

Sebuah bola yang ditendang oleh seorang pemain, kemudian ditangkap oleh seorang penjaga gawang. Peristiwa ini disebut dengan lenting tak sempurna atau tidak lenting sama sekali, karena setelah terjadi tumbukan bola menempel atau dipegang oleh penjaga gawang.

Sebuah bola tenis yang setelah dipukul oleh pemain menempel pada raket pemain yang lain.

·        Kesimpulan :

-          Tumbukan lenting sempurna adalah tumbukan yang kecepatan benda sebelum menumbuk dan sesudah menumbuk sama besarnya.

-          Tumbukan lenting sebagian adalah tumbukan yang apabila setelah benda menumbuk kecepatan nya berkurang dari kecepatan sebelum menumbuk.

-          Tumbukan tidak lenting sama sekali adalah tumbukan yang setelah bertumbukan kedua benda menyatu..

·        Tumbukan yang paling sering terjadi adalah tumbukan lenting sebagian.