Perbedaan Tumbukan Lenting Sempurna, Lenting Sebagian, dan Tidak lenting

Jenis-jenis Tumbukan

Salah satu kejadian yang dapat dijelaskan dengan konsep momentum dan impuls adalah tumbukan. Tumbukan yang paling sederhana adalah tumbukan sentral. Tumbukan sentral adalah tumbukan yang terjadi bila titik pusat benda yang satu menuju ke titik pusat benda yang lain.

Berdasarkan sifat kelentingan atau elastisitas benda yang bertumbukan, ada 3 jenis tumbukan, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali.

Tumbukan lenting sempurna

Dua buah benda dikatakan mengalami tumbukan lenting sempurna jika pada tumbukan itu tidak terjadi kehilangan energi kinetik. Jadi, energi kinetik total kedua benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap. Pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik.

Misal ada dua buah benda memiliki massa masing-masing m₁ dan m₂ bergerak saling mendekati dengan kecepatan sebesar v₁ dan v₂ sepanjang lintasan yang lurus. Setelah keduanya bertumbukan masing-masing bergerak dengan kecepatan sebesar v'₁ dan v'₂ dengan arah saling berlawanan.

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum dapat diperoleh persamaan:

Kemudian dengan menggunakan hukum kekekalan energi kinetik, diperoleh persamaan:

Jika persamaan di atas saling disubtitusikan, maka diperoleh persamaan :

Jika kedua ruas dibagi ruas yang kanan akan diperoleh persamaan:

Persamaan diatas merupakan koefisien restitusi (e). Koefisien restitusi adalah negatif perbandingan kecepatan relatif kedua benda setelah tumbukan dengan sebelum tumbukan. Pada persamaan diatas koefisien restitusinya 1, jadi dapat disimpulkan tumbukan lenting sempurna memiliki koefisien restitusi 1.

Secara umum, persamaan koefsien restitusi dapat dituliskan:

Tumbukan Lenting Sebagian

Tumbukan lenting sebagian terjadi apabila setelah tumbukan ada sebagian energi yang hilang. Pada tumbukan lenting Sebagian energi kinetik berkurang selama tumbukan. Oleh karena itu, hukum kekekalan energi mekanik tidak berlaku

Sehingga persamaan koefsien restitusinya menjadi:

Koefisien restitusi tumbukan lenting sebagian

Jadi dapat disimpulkan koefisien restitusi (e) pada tumbukan lenting kurang dari satu (0<e<1)

Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, terjadi kehilangan energi kinetik sehingga hukum kekekalan energi mekanik tidak berlaku. Ketika terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali, sesudah tumbukan kedua benda bersatu, sehingga kecepatan kedua benda sesudah tumbukan besarnya sama, yaitu v1' = v2' = v'.

Berdasarkan HukumKekekalan Momentum maka: