A.
Dasar Teori
Frederick (67:1989) menyatakan bahwa untuk tumbukan
antara dua benda di mana kedua benda itu selalu bergerak dalam garis lurus yang
sama, dapat didefinisikan suatu koefisien restitusi sebagai berikut :
Koefisien
restitusi e = 
Dimana
:
u1, u2 disebut kecepatan relatif sebelum
tumbukan (kedua benda saling mendekat)
v1,
v2 disebut kecepatan relatif sesudah tumbukan (kedua benda saling menjauhi
Perhatikan
bahwa u1 – u2 adalah kecepatan relatif sebelum tumbukan dan v2 – v1 adalah
kecepatan relatif sesudah tumbukan.
Kalau
tumbukan relatif lenting sempurna, e = 1, pada tumbukan tidak lenting e < 1,
dan pada tumbukan di maan sesudah tumbukan kedua benda itu tetap bersatu
(tumbukan tidak lenting sempurna) e = 0.
Halliday (236:2005) menyatakan
bahwa energi kinetik total sistem dua benda bertumbukan, jika total energi
tersebut tidak berubah karena adanya tumbukan, maka energi kinetik sistem
adalah terkonservasi (energi kinetik sistem sama sebelum dan setelah tumbukan
). Tumbukan semacam itu disebut tumbukan elastis. Dalam tumbukan sehari-hari
dari benda-benda umum, seperti dua mobil atau bola dan tongkat pemukul,
sejumlah energi selalu di transfer dari energi kinetik ke bentuk lainnya,
seperti energi panas atau energi suara. Dengan demikian, energi kinetik sistem
tidak terkonservasi. Tumbukan semacam itu disebut tumbukan tak elastis.
Tumbukan tak elastis dari dua buah benda selalu melibatkan adanya kehilangan
energi kinetik dari sistem. Kehilangan energi terbesar terjadi jika kedua benda
itu kemudian menyatu, dalam hal ini disebut tumbukan tak elastis sempurna.
Sainsmini
(2015) menyatakan bahwa Pada
tumbukan lenting sebagian, beberapa energi kinetik akan diubah menjadi energi
bentuk lain seperti panas, bunyi, dan sebagainya. Akibatnya, energi kinetik
sebelum tumbukan lebih besar daripada energi kinetik sesudah tumbukan. Sebagian
besar tumbukan yang terjadi antara dua benda merupakan tumbukan lenting
sebagian. Pada tumbukan lenting sebagian berlaku Hukum Kekekalan Momentum,
tetapi tidak berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik.
ΣEk > ΣEk ' , maka:
Ek1 +
Ek2 > Ek1' + Ek2'
v2 –
v1 > v1' – v2'
Sehingga
persamaan diatas dapat dituliskan:
Dengan
demikian, dapat disimpulkan pada tumbukan lenting sebagian, koefisien restitusi
(e) adalah:
0 < e
< 1.
Untuk
menentukan koefisien restitusi benda yang bertumbukan, perhatikan contoh
berikut ini. Perhatikan gambar berikut!
Sebuah bola elastis jatuh bebas dari
ketinggian h1 dari lantai, maka akan terjadi tumbukan antara bola
dengan lantai sehingga bola memantul setinggi h2. Berdasarkan
persamaan pada gerak jatuh bebas, kecepatan benda sesaat sebelum tumbukan
adalah:
Gerak bola
sesaat setelah terjadi tumbukan dapat diidentifikasikan dengan gerak jatuh
bebas, sehingga:
Karena
lantai diam, maka kecepatan lantai sebelum dan sesudah tumbukan adalah nol, v2
= v2 ' = 0, sehingga besarnya koefisien restitusi adalah:
Nugroho
(90:2009) menyatakan bahwa jenis-jenis tumbukan ada tiga yaitu:
1. Tumbukan lenting sempurna
Pada tubukan
lenting sempurna berlaku kekekalan momentum dan kekekalan energi kinetik, yaitu
jumlah energi kinetik sesaat sebelum dan sesudah tumbukan sama besar.
m1v12
+
m2v22
=
m1v’1 +
m2v’2
Untuk
tumbukan lenting sempurna, kecepatan relatif sesaat sesudah tumbukan sama
dengan kecepatan relatif sesaat sebelumtumbukan (namun dengan arah yang
berbeda).
v’2- v’1 =
(v2 - v1)
v = v2 -
v1 adalah kecepatan relatif benda 2 terhadap benda 1 sesaat sebelum
tumbukan, sedangkan
v’ =
v’2- v’1 adalah kecepatan relatif benda 2
terhadap benda 1 sesaat sesudah tumbukan.
2. Tumbukan lenting sebagian
Pada
tumbukan jenis ini haanya berlaku hukum kekekalan momentum dan tidak berlaku
hukum kekekalan energi kinetik. Sebab, jumlah energi kinetik setelah tumbukan
tidak sama dengan sebelum tumbukan.
3. Tumbukan tidak lenting sama sekali
Pada jenis
tumbukan tidak lenting sama sekali, sesaat setelah tumbukan kedua benda
tersebut bersatudan bergerak bersama dengan kecepatan yang sama.
v’2
= v’1 = v’
Momentumnya
kekal, energi kinetiknya tidak kekal.
m1v1
+
m2v2
= (m1 + v2)v’
B.
Alat dan Bahan
1.
Kelereng
2.
Bola
tenis meja
3.
Bola
bekel
4.
Penggaris
C.
Cara Kerja
1. Menjatuhkan kelereng dari ketinggian
tertentu (h1)
2. Mengukur h1, dan mencatat dalam tabel
data
3. Mengukur tinggi bola saat dipantulkan
h2 dan mencatat dalam tabel data
4. Mengulangi langkah 1 sampai 3 untuk
nilai h1, yang berbeda-beda
5. Mengulangi langkah 1 sampai 4 untuk
bola tenis meja dan bola bekel
D.
Data Hasil Pengamatan
1. Kelereng
No.
|
h1 (m)
|
h2 (m)
|
(m)
|
(m)
|
e =
(m)
|
1.
|
0,50
|
0,37
|
0,70
|
0,60
|
0,85
|
2.
|
0,60
|
0,40
|
0,77
|
0,63
|
0,81
|
3.
|
0,70
|
0,45
|
0,83
|
0,67
|
0,80
|
Rata-rata
|
e = 0,82
|
||||
2. Bola Tenis Meja
No.
|
h1 (m)
|
h2 (m)
|
(m)
|
(m)
|
e =
(m)
|
1.
|
0,50
|
0,30
|
0,70
|
0,54
|
0,77
|
2.
|
0,60
|
0,35
|
0,77
|
0,59
|
0,76
|
3.
|
0,70
|
0,40
|
0,83
|
0,63
|
0,75
|
Rata-rata
|
e = 0,76
|
||||
3. Bola Bekel
No.
|
h1 (m)
|
h2 (m)
|
(m)
|
(m)
|
e =
(m)
|
1.
|
0,50
|
0,35
|
0,70
|
0,59
|
0,84
|
2.
|
0,60
|
0,35
|
0,77
|
0,59
|
0,76
|
3.
|
0,70
|
0,40
|
0,83
|
0,63
|
0,75
|
Rata-rata
|
e = 0,78
|
||||
Tidak ada komentar:
Posting Komentar