Jenis- Jenis Tumbukan

Berdasarkan berlaku atau tidaknya hukum kekekalan energi mekanik (khususnya energi mekanik), tumbukan terbagi atas dua jenis, yaitu Tumbukan Lenting Sempurna dan Tumbukan tidak Lenting. Tumbukan Lenting Sempurna jika pada peristiwa tumbukan itu energi kinetik system adalah tetap. Tumbukan Tidak Lenting jika pada peristiwa tumbukan itu terjadi pengurangan energi kinetik system. Tumbukan tidak lenting disebut tidak lenting sama sekali jika sesaat sesudah tumbukan, kedua benda saling menempel dan keduanya bergerak bersama dengan kecepatan yang sama.

1. Tumbukan Lenting Sempurna

Jenis tumbukan di mana berlaku kekekalan momentum dan kekekalan energi kinetic disebut Tumbukan Lenting Sempurna. Hukum kekekalan momentum memberikan.

m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’

Untuk tumbukan lenting sempurna berlaku hokum kekekalan energi kinetic, yaitu energi kinetic system sasaat sebalum dan sesudah tumbukan sama besar.

EK1 + EK2 = EK1’ +EK2’

½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1(v1’)2 + ½ m2(v2’)2

Untuk tumbukan lenting sempurna, kecepatan relative sesaat sesudah tumbukan sama dengan minus kecepatan relative sesaat sesudah tumbukan.

2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

Pada jenis tumbukan tidak lenting sama sekali, sesaat setelah tumbukan kedua benda bersatu dan bergerak bersamadengan kecepatan yang sama. Contohnya khas dari tumbukan tidak lentung sama sekali adalah pada ayunan balistik di mana peluru tertanam dalam balok sasaran, dan keduanya kemudian mengalamisuatu gerak ayunan.

Karena pada tumbukan tak lenting sama sekali kedua benda bersatu setelah tumbukan, berlaku hubungan kecepatansesudah tumbukan sebagai berikut.

v2’ = v1’ = v

Demi mempersingkat penyelesaiannya, kita dapat menggabungkan keduanya untuk mendapatkan persamaan sebagai berikut.

m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’

m1v1 + m2v2 = (m1+m2)’

Tumbukan Yak Lenting Sama Sekali

Untuk kasus tumbukan khusus di mana salah satu benda mula-mula diam, kita bisa memperoleh hubungan rasio antara energi kinetic akhir system dan energi kinetic awal system yang mudah di hafal. Hubungan ini dapat kita peroleh dengan menuliskan energi kinetic dalam bentuk momentum.

Momentum awal sistem kedua benda adalah
p = m1v1 + m2v2
p = m1v1

Energi kinetic awal system: EK= ½ m1v12 + ½ m2v22

Substitusi: EK= p2 / 2m1

Momentum akhir system kedua benda adalah
p’ = (m1+m2)v’
p = (m1+m2)v’

Energi kinetic akhir system:
EK’ = ½ (m1+m2)(v’)2 = [(m1+m2)v’]2 / 2(m1+m2)

Substitusi: EK’: p2 / 2(m1+m2)

3. Koefisien Restitusi untuk Tumbukan Satu Dimensi

Tumbukan lenting sempurna dan tumbukan tak lenting sama sekali adalah dua kasus yang ekstrem. Pada umumnya sebagian besar tumbukan berada di antara kedua ekstrem itu. Tumbukan itu disebut tumbukan lenting sebagian.

Koefisien restitusi adalah negative perbandingan antara kecepatan relative sesaat sesudah tumbukan dengan kecepatan relative sesaat sebelum tumbukan untuk tumbukan satu dimensi.

e = -∆v’ / ∆v = -(v’2 – v’1) / v2 - v1