Contoh #2 : Energi Kinetik Setelah Tumbukan
Dua buah benda bermassa 4 kg dan 6 kg saling bertumbukan tidak lenting sempurna. Jika kecepatan kedua benda sebelum tumbukan masing-masing 11 m/s dan 4 m/s dalam arah yang berlawanan, maka energi kinetik yang dimiliki benda bermassa 4 kg sesudah tumbukan yakni .....
A. 8 Joule
B. 10 Joule
C. 12 Joule
D. 14 Joule
E. 16 Joule
Pembahasan :
Dik : m1 = 4 kg, m2 = 6 kg, v1 = 11 m/s, v2 = -4 m/s.
Pada soal sudah terang disebutkan bahwa kedua benda bertumbukan tidak lenting tepat atau tidak lenting sama sekali. Untuk itu kita perlu mengingat kembali ciri khas dari tumbukan tak lenting sama sekali. Berikut beberapa ciri tumbukan tak lenting tepat :
1). Setelah tumbukan kedua benda menyatu
2). Kecepatan benda sesudah tumbukan sama
3). Berlaku aturan kekekalan momentum
4). Sebagian energi hilang sehingga tidak berlaku aturan kekekalan energi kinetik
5). Koefisien restitusi e = 0.
Karena pada tumbukan lenting tak tepat sebagian energi hilang, maka kita tidak sanggup memakai aturan kekekalan energi kinetik untuk memilih energi kinetik benda sesudah tumbukan. Tapi kita sanggup memakai hukuk kekekalan momentum untuk memilih kecepatan sesudah tumbukan dan kemudian memilih energi kinetiknya.
Untuk mengingatkan kembali, energi kinetik yakni energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak atau mempunyai kecepatan. Energi kinetik berbanding lurus dengan hasil kali setengah massa dan kuadrat kecepatan benda, atau secara matematis sanggup ditulis sebagai berikut:
Ek = ½ m.v2 |
Ek yakni energi kinetik benda, m massa benda, dan v kecepatan benda. Perlu diperhatikan bahwa energi kinetik yang ditanya yakni energi kinetik sesudah tumbukan, jadi kecepatan yang dipakai yakni kecepatan benda sesudah tumbukan, bukan kecepatan awalnya.
Berdasarkan aturan kekekalan momentum :
⇒ m1.v1 + m2.(v2) = (mm + mb) v'
Dalam perhitungan ibarat ini biasanya dipakai akad tanda untuk kecepatan benda. Jika salah satu arah gerak kita tandai sebagai kecepatan positif, maka gerak benda yang berlawanan dengan benda tersebut diberi tanda negatif.
Pada perhitungan ini, kecepatan benda pertama ditetapkan sebagai aktual sehingga kecepatan benda kedua diberi tanda negatif alasannya yakni berlawanan arah dengan arah gerak benda pertama.
Dengan demikian diperoleh perhitungan :
⇒ 4(11) + 6(-4) = (4 + 6) v'
⇒ 20 = 10 v'
⇒ v' = 2 m/s.
Ingat bahwa pada tumbukan tak lenting sama sekali, kecepatan kedua benda sesudah tumbukan yakni sama besar, yaitu sebesar v' atau 2 m/s. Dengan demikian, kecepatan benda bermassa 4 kg sesudah tumbukan yakni 2 m/s.
Energi kinetik benda bermasa 4 kg sesudah tumbukan :
⇒ Ek = ½ m1.v'2
⇒ Ek = ½ (4)(2)2
⇒ Ek = 8 Joule.
Jadi, energi kinetik benda bermassa 4 kg sesudah tumbukan tersebut yakni 8 Joule. Jika pada soal ditanya energi kinetik benda bermassa 6 kg sesudah tumbukan, maka caranya sama tinggal mengganti massa bendanya menjadi 6 kg.
Jawaban : A
Demikian pembahasan pola soal ihwal momentum dan impuls, yaitu memilih energi kinetik benda sesudah bertumbukan.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya untuk share ke teman-teman Kalian melalui tombol share sosial media yang kalian punya.
Untuk pola soal ihwal momentum dan impuls selengkapnya sanggup Kalian lihat di sajian pola fisika atau melalui tombol kategori di bawah ini.