2 Contoh Soal Tumbukan Lenting Sempurna dalam Fisika
Ragam Info
·waktu baca 4 menit
Tulisan dari Ragam Info tidak mewakili pandangan dari redaksi kumparan
PerbesarTerdapat tiga jenis tumbukan dalam fisika. Salah satunya adalah tumbukan lenting sempurna. Pemahaman mengenai materi ini dapat dimulai dengan mempelajari contoh soal tumbukan lenting sempurna.
Dalam fisika, materi ini masuk ke dalam materi momentum. Tumbukan diartikan sebagai interaksi dua buah objek atau lebih, yang saling bertukar gaya dalam jangka waktu tertentu.
Apa Itu Tumbukan Lenting Sempurna?
Sebelum membahas lebih lanjut mengenai contoh soal tumbukan lenting sempurna. Akan lebih baik jika mengetahui mengenai pengertian serta rumus dari tumbukan lenting sempurna terlebih dahulu.
Mengutip dari buku Kumpulan Lengkap Rumus Fisika SMA, Esvandiari (2007:34), tumbukan lenting sempurna adalah tumbukan di mana berlaku kekekalan energi kinetik. Tumbukan lenting sempurna memiliki rumus sebagai berikut,
Keterangan:
M1 = Massa benda 1
M2 = Massa benda 2
V1 = Kecepatan benda 1 sebelum tumbukan (m/s)
V2 = Kecepatan benda 2 sebelum tumbukan (m/s)
V1’ = Kecepatan benda 1 setelah tumbukan (m/s)
V2’ = Kecepatan benda 2 setelah tumbukan (m/s)
e = Koefisien restitusi (e = 1)
Contoh Soal Tumbukan Lenting Sempurna
Setelah mengetahui mengenai pengertian dan rumus dari tumbukan lenting sempurna. Berikut adalah beberapa contoh soal tumbukan lenting sempurna yang mudah dipahami.
Contoh 1
Terdapat dua objek, yakni A dan B. Objek A memiliki massa 3 kg, sementara objek B memiliki massa 5 kg. Keduanya bergerak searah dengan kecepatan 8 m/s dan 4 m/s . Jika objek A menumbuk objek B secara lenting sempurna maka berapakah kecepatan masing-masing objek setelah tumbukan terjadi?
Jawaban:
Massa A (M1) = 3 kg
Massa B (M2) = 5 kg
Kecepatan A (V1) = 8 m/s
Kecepatan B (V2) = 4 m/s.
Langkah 1
3 . 8 + 5 . 4 = 3 . V1’ + 5 . V2’
24 + 20 = 3V1’ + 5V2’
44 m/s = 3V1’ + 5V2’
3V1’ + 5V2’ = 44 m/s (persamaan 1)
Langkah 2
e = 1 karena tumbukan lenting sempurna. Jadi:
e = 1 = – (V2’ – V1’) / (V2 – V1)
Maka,
1 = – (V2’ – V1’) / 4 – 8
1 = – (V2’ – V1’) / -4
– 4 = – (V2’ – V1’)
4 = V2’ – V1’
Jadi, V2’ – V1’ = 4 atau -V1’ + V2’ = 4 (persamaan 2)
Langkah 3
(3V1’ + 5V2’ = 44) – (-V1’ + V2’ = 4)
(3V1’ + 5V2’ = 44) – (3V1’ – 3V2’ = -12)
8V2’ = 56
V2’ = 56 / 8
Maka, V2’ = 7 m/s
Cari V1’ melalui cara berikut.
– V1’ + V2’ = 4
– V1’ + 7 = 4
– V1’ = 4 – 7
– V1’ = -3
Maka, V1’ = 3 m/s
Jadi, kecepatan objek A dan objek B secara berturut-turut setelah tumbukan adalah 3 m/s dan 7 m/s.
Contoh 2
Terdapat dua benda yang memiliki massa 10 kg dan 6 kg. Keduanya bergerak pada bidang datar yang licin, sementara kecepatannya adalah 4 m/s dan 8 m/s. Arah kedua benda berlawanan. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, maka berapakah kecepatan masing – masing benda setelah tumbukan?
Jawaban:
10 . 4 + 6 . -8 = 10V1′ + 6V2′
40 – 48 = 10V1′ + 6V2′
-8 = 10V1′ + 6V2′
10V1′ + 6V2′ = -8 (persamaan 1)
Langkah 2
e = – (V1′ – V2′) / V1 – V2
1 = – (V1′ – V2′) / 4 – (- 8)
1 = – (V1′ – V2′) / 12
12 = – (V1′ – V2′)
-12 = V1′ – V2′
V1′ – V2′ = -12 (persamaan 2)
Langkah 3
(10V1′ + 6V2′ = -8) – (V1′ – V2′ = -12)
(10V1′ + 6V2′ = -8) – (-6V1′ + 6V2′ = 72)
16V1′ = -80
Lalu,
V1′ = -80 / 16
V1′ = -5 m/s
Selanjutnya, cari V2′ melalui cara berikut:
V1′ – V2′ = -12
-5 – V2′ = -12
– V2′ = -12 + 5
– V2′ = -7
Maka, V2′ = 7 m/s
Jadi, kecepatan objek tersebut setelah tumbukan adalah -5 m/s dan 7 m/s.
Baca Juga: 3 Jenis-jenis Tumbukan pada Momentum dan Impuls
Itulah rumus beserta contoh soal tumbukan lenting sempurna. Dengan memahami contoh soal tersebut, diharapkan siswa akan lebih mengerti mengenai materi momentum dalam fisika. (BAI)