Tumbukan
dapat berlangsung secara singkat dan dapat pula berlangsung lama. Pada
semua proses tumbukan, benda-benda yang saling bertumbukan akan
berinteraksi dengan kuat hanya selama tumbukan berlangsung kalaupun ada
gaya eksternal yang bekerja, besarnya akan jauh lebih kecil daripada
gaya interaksi yang terjadi, dan oleh karenanya gaya tersebut diabaikan.
Jika energi
kinetik total benda-benda setelah tumbukan sama dengan energi kinetik
total benda-benda sebelum tumbukan, tumbukannya disebut tumbukan elastik
sempurna . sebaliknya jika energi kinetik total kedua benda setelah
tumbukan tidak sama dengan energi kinetik total kedua benda sebelum
tumbukan , tumbukannya disebut tumbukan tak elastik atau tumbukan tak
lenting.
Selanjutnya disini akan dijelaskan lebih lanjut;
1. Tumbukan lenting sempurna pada satu dimensi
Ingat ! jika
pada tumbukan tidak terjadi kehilangan energi kinetik, maka tumbukan
yang terjadi bersifat lenting sempurna. Disini akan dibahas tumbukan
satu dimensi dimana kecepatan benda yang bertumbukan terletak segaris.
Misalnya sepanjang sumbu-x seperti pada gambar 6 berikut;
Berdasarkan Hukum Kekalan Momentum diperoleh;
atau
oleh karena tumbukan yang terjadi adalah lenting sempurna, energi kinetiknya tetap, yaitu:
atau
Dengan mengingat,
maka persamaan ketika terjadi tumbukan lenting sempurna dapat dituliskan sebagai berikut
jika persamaan tersebut dibagi dengan persamaan;
maka diperoleh persamaan sebagai berikut:
2. Tumbukan lenting sempurna pada bidang
Tumbukan ini
terjadi pada bidang dua dimensi yang tidak segaris, melainkan sebidang
(dua dimensi). Contoh tumbukan semacam ini adalah tumbukan yang terjadi
pada dua bola billiar atau tumbukan yang terjadi pada tumbukan dua mobil
yang sejenis dan melaju dengan kecepatan yang sama
Dengan menerapkan hukum kekekalan momentum pada arah sumbu x, diperoleh
karena pada awalnya kedua benda tidak bergerak pada arah y, maka komponen momentum dari arah y bernilai nol;
Pada tumbukan lenting sempurna, harga koefisien restitusi adalah sebagai berikut:
3. Tumbukan tidak lenting
Dalam tumbukan ini, setelah tumbukan kedua benda akan bergerak bersama
Dengan demikian, kecepatan kedua benda setelah tumbukan dapat dihitung dengan rumus:
Jika salah satu benda misalnya m2 semula diam, maka persamaanya menjadi:
Jadi,
dengan hanya mengukur massa dan kecepatan sebelum tumbukan, kecepatan
benda setelah tumbukan dapat diperhitungkan. Dalam tumbukan tidak
lenting, energi kinetik setelah tumbukan selalu lebih kecil daripada
energi kinetik sebelum tumbukan.
Rumus energi kinetik sebelum tumbukan adalah
Rumus energi kinetik setelah tumbukan adalah
Pada tumbukan tidak lenting, harga koefisien restitusi adalah sebagai berikut:
4. Tumbukan lenting sebagian
Sebagian
besar tumbukan yang terjadi antara dua benda adalah tumbukan lenting
sebagian. Misalnya, bola tenis yang bertumbukan dengan raket atau bola
baseball yang dipukul. Analisis tumbukan tidak lenting sebagian
melibatkan koefisien restitusi (e) .
koefisien
restitusi didefinisikan sebagai harga negatif dari perbandingan antara
besar kecepatan relatif kedua benda setelah tumbukan dan sebelum
tumbukan.
Pada tumbukan lenting sebagian, harga koefisien restitusi