3 Jenis Lenting pada Tumbukan

Tumbukan terjadi pada benda di suatu lintasan bergerak dengan arah berlawanan saling mendekati dan pada akhirnya bertumbukan. Dua benda yang bertumbukan dapat mengalami tiga jenis lenting atau elastis. Ketiga jenis lenting yang dapat terjadi meliputi lenting sempurna, lenting sebagian, dan tidak lenting. Tiga jenis lenting tersebut dibedakan berdasarkan besar tingkat kelentingan atau elastisitas dari benda yang bertumbukan. Besar tingkat kelastisan pada benda bertumbukan dinyatakan dalam nilai koefisien restitusi (e).

Besar nilai e dipengaruhi oleh perbedaan kecepatan kedua benda sebelum dan sesudah bertumbukan. Berapa sajakah nilai koefisien restitusi (e) pada benda bertumbukan? Bagaimanakah kriteria koefisien restitusi yang menjadi pembeda jenis lenting pada benda bertumbukan? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.

Table of Contents

Rumus Koefisien Restitusi (e)

Koefisien restitusi didefinisikan sebagai nilai negatif dari perbandingan kecepatan relatif sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sebelumnya. Rentang nilai koefisien restitusi dari dua benda yang mengalami tumbukan berada diantara 0 sampai 1.

Misalkan dua buah benda bergerak dengan arah yang berbeda dengan kecepatan vA dan vB. Setelah tumbukan, kecepatan kedua benda menjadi vA’ dan vB’. Besar nilai koefisien restitusi (e) dari dua benda yang mengalami tumbukan dapat dihitung melalui persamaan berikut.

Keterangan:
e = koefisien restitusi/elasitisitas
vA = kecepatan benda A sebelum tumbukan (m/s)
vA’ = kecepatan benda A setelah tumbukan (m/s)
vB = kecepatan benda B sebelum tumbukan (m/s)
vB’ = kecepatan benda B setelah tumbukan (m/s)

Besar nilai e akan semakin besar saat perbedaan kecepatan kedua benda setelah tumbukan semakin besar dan selisih/perbedaan kecepatan sebelum tumbukan semakin kecil.

Begitu juga untuk kondisi sebaliknya, besar nilai e akan semakin kecil saat perbedaan kecepatan kedua benda setelah tumbukan semakin kecil dan perbedaan kecepatan kedua benda sebelum tumbukan semakin besar.

Melalui nilai koefisien restitusi, sobat idschool dapat mengetahui apakah tumbukan tidak mengalami lenting, mengalami lenting sebagian, atau mengalami lenting sempurna.

Baca Juga: Pengertian & Rumus Momentum dan Impuls

Jenis – Jenis Lenting pada Dua Benda yang Bertumbukan

Berdasarkan nilai koefisien restitusi, tumbukan dibedakan dalam tiga jenis lenting yang berbeda. Ketiga jenis lenting tersebut meliputi tidak mengalami lenting, mengalami lenting sebagian, dan mengalami lenting sempurna.

Dua benda yang bertumbukan dengan nilai e = 0 tidak mengalami lenting sama sekali. Benda yang tumbukan dengan nilai e = 1 mengalami lenting sempurna. Semntara benda bertumbukan dengan nilai e antara 0 dan 1 (misalnya: 0,5; 0,8; dsb) mengalami lenting sebagian.

1) Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Jenis lenting pada benda bertumbukan yang tidak mengalami lenting sama sekali disebut juga sebagai tumbukan tak elastik. Nilai koefisien restitusi pada tumbukan benda yang tidak lenting sama sekali adalah nol (e = 0). Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, kedua benda setelah tumbukan akan bersatu dan bergerak dengan arah dan besar kecepatan yang sama.

Hukum kekekalan momentum berlaku pada tumbukan tidak lenting sama sekali, namun hukum kekekalan tenaga kinetik tidak berlaku.

Persamaan hukum kekekalan momentum pada tumbukan tidak lenting sama sekali: m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v’ 

Keterangan:
m1 = massa benda pertama
m2 = massa benda kedua
v1 = kecepatan benda pertama sebelum tumbukan
v2 = kecepatan benda pertama sebelum tumbukan
v’ = kecepatan benda setelah tumbuhan

Contoh peristiwa tumbukan tidak lenting terjadi pada peluru yang ditembakkan pada ayunan balok (ayunan balistik). Peluru dengan massa m1 bergerak dengan kecepatan v1 ke arah ayunan balok yang diam. Balok memiliki massa sebesar m2 akan bergerak setelah peluru mengenai balok dengan kecepatan v’.  

2) Tumbukan dengan Lenting Sebagian

Tumbukan dengan jenis lenting sebagian merupakan tumbukan yang paling umum terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Lenting sebagian terjadi pada tumbukan dua benda atau lebih yang sebagian besar energi kinetiknya hilang. Besar energi kinetik yang hilang tersebut berubah menjadi bentuk energi lain seperti bunyi, panas, atau bentuk energi lainnya.

Adanya energi kinetik yang hilang pada waktu benda tumbukan membuat hukum kekekalan energi tidak berlaku pada jenis lenting sebagian. Namum hukum kekekalan momentum berlaku pada jenis tumbukan dengan lenting sebagian.

Tumbukan dengan lenting sebagian memiliki nilai koefisien restitusi yang beragam dari rentang 0 < e < 1. Koefisien restitusi yang mendekati nol menunjukkan bahwa tumbukan yang terjadi mendekati tidak lenting. Sedangkan milai koefisien restitusi mendekati 1 menunjukkan bahwa tumbukan yang terjadi mendekati lenting sempurna.

Pada tumbukan dua benda yang mengalami lenting sebagian, kecepatan benda setelah tumbukan akan lebih kecil dari kecepatan benda sebelum tumbukan.

Persamaan hukum kekekalan momentum untuk tumbukan dengan lenting sebagian: m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2

Keterangan:
m1 = massa benda pertama
v1 = kecepatan benda pertama sebelum tumbukan
v1’ = kecepatan benda pertama setelah tumbuhan

m2 = massa benda kedua
v2 = kecepatan benda kedua sebelum tumbukan
v2’ = kecepatan benda kedua setelah tumbuhan

3) Tumbukan dengan Lenting Sempurna

Dua buah benda yang bertumbukan dikatakan mengalami lenting sempurna ketika benda bertumbukan tidak kehilangan energi. Sehingga, pada tumbukan dengan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik.

Tumbukan dengan jenis lenting sempurna disebut juga tumbukan elastik dengan nilai koefisien restitusi (e) sama dengan 1.

Hukum yang berlaku pada tumbukan lenting sempurna:

  • Hukum kekekalan energi: Ek1 + Ek2 = Ek1’ + Ek2
  • Hukum kekekalan momentum: m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2

Keterangan:
m1 = massa benda pertama
v1 = kecepatan benda pertama sebelum tumbukan
v1’ = kecepatan benda pertama setelah tumbuhan

m2 = massa benda kedua
v2 = kecepatan benda kedua sebelum tumbukan
v2’ = kecepatan benda kedua setelah tumbuhan

Ek1 = energi kinetik benda pertama sebelum tumbukan
Ek1’ = energi kinetik benda pertama setelah tumbukan

Ek2 =  energi kinetik benda kedua sebelum tumbukan
Ek2’ = energi kinetik benda pertama setelah tumbukan

Demikianlah tadi ulasan materi tiga jenis lenting yang dapat terjadi pada benda yang bertumbukan. Ketiga jenis tersebut meliputi tidak lenting, lenting sebagian, dan lenting sempurna. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.

Baca Juga: Rumus Besar Usaha dan Efisiensi Mesin Carnot

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.