Soal Evaluasi

Jelaskan keberlakuan hukum kekekalan momentum pada tumbukan lenting sempurna!

• Pada tumbukan lenting sempurna, energi kinetik total sebelum dan setelah tumbukan sama.

• Pada tumbukan lenting sempurna, momentum total sebelum dan setelah tumbukan sama.

• Pada tumbukan lenting sempurna, energi kinetik total sebelum dan setelah tumbukan berbeda.

• Pada tumbukan lenting sempurna, momentum total sebelum dan setelah tumbukan berbeda.

• Pada tumbukan lenting sempurna, energi potensial total sebelum dan setelah tumbukan sama.

Answer explanation

Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa momentum total dari sebuah sistem yang terisolasi akan selalu konstan selama tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem tersebut. Dalam kasus tumbukan lenting sempurna, tidak ada energi kinetik yang hilang atau diperoleh selama tumbukan. Hal ini berarti bahwa momentum total dari sistem sebelum dan setelah tumbukan harus sama.

Persamaan matematis hukum kekekalan momentum dapat ditulis sebagai:

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'

Pada tumbukan lenting sempurna, manakah pernyataan yang paling tepat mengenai hukum kekekalan energi kinetik?

• Energi kinetik total benda sebelum dan setelah tumbukan tidak selalu konstan.

• Energi kinetik benda yang lebih kecil selalu dialihkan pada benda yang lebih besar.

• Energi kinetik benda yang lebih besar selalu dialihkan pada benda yang lebih kecil.

• Energi kinetik total benda sebelum dan setelah tumbukan selalu konstan.

• Energi kinetik benda yang bertumbukan selalu hilang dan diubah menjadi bentuk energi lain.

Answer explanation

Pada tumbukan lenting sempurna, berlaku prinsip energi kinetik yang menyatakan jumlah total energi kinetik sebelum dan setelah tumbukan tetap konstan. Sehingga, suatu benda tidak ada kehilangan energi kinetik, melainkan energi kinetik akan dialihkan pada benda yang bertumbukan.

Pada tumbukan lenting sempurna, manakah pernyataan berikut yang benar mengenai koefisien restitusi (e)?

• e selalu sama dengan 0

• e selalu sama dengan 1

• e selalu lebih kecil dari 1

• e selalu lebih besar dari 1

• Nilai e tidak dapat ditentukan tanpa informasi tambahan.

Answer explanation

Koefisien restitusi merupakan derajat sentuhan suatu benda akibat tumbukan yang dapat dihitung dari negatif perbandingan selisih kecepatan benda setelah tumbukan (Δv’) dengan selisih kecepatan benda sebelum tumbukan (Δv), sehingga koefisien restitusi dapat ditulis seperti pada gambar

 

Pada tumbukan lenting sempurna, koefisien resistusi bernilai 1, sehingga dapat ditulis:

e = 1

Manakah pernyataan berikut yang tepat mengenai ciri-ciri dan penerapan tumbukan lenting sempurna?

• Contoh penerapan tumbukan lenting sempurna adalah permainan bola basket.

• Tumbukan lenting sempurna tidak pernah terjadi dalam kehidupan nyata karena selalu ada kehilangan energi.

• Tumbukan lenting sempurna memiliki koefisien restitusi (e) lebih kecil dari 1.

• Tumbukan lenting sempurna hanya terjadi pada benda-benda gas.

• Tumbukan lenting sempurna terjadi ketika momentum dan energi kinetik benda sebelum dan setelah tumbukan sama.

Answer explanation

Tumbukan lenting sempurna adalah jenis tumbukan di mana dua benda saling bertabrakan dan memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

1.     Berlaku hukum kekekalan momentum karena momentum sebelum dan setelah tumbukan adalah sama.

2.     Berlaku hukum kekekalan energi kinetik karena tidak ada energi gerak yang hilang pada benda sebelum dan setelah terjadinya tumbukan

3.     Memiliki koefisien restitusi sama dengan 1 (e = 1)

 

Salah satu contoh nyata dari tumbukan lenting sempurna adalah permainan biliar. Ketika bola biliar dipukul, bola tersebut bergerak dan menabrak bola lainnya. Dalam tumbukan yang hampir lenting sempurna, bola yang ditabrak akan bergerak menjauh dengan energi yang hampir sama dengan energi bola yang menabraknya. Meskipun dalam kenyataan ada sedikit kehilangan energi karena gesekan dengan meja dan deformasi kecil pada bola, prinsip dasar tumbukan lenting sempurna masih bisa diamati.

Terdapat dua buah bola, bola pertama bergerak ke arah kanan dengan kelajuan 30 m/s mengejar bola kedua yang bergerak dengan kelajuan 15 m/s ke kanan sehingga terjadi tumbukan lenting sempurna. Jika massa kedua bola adalah sama, masing-masing sebesar 1 kg, tentukan kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan!

• v1' = 15 m/s

  v2' = 30 m/s

• v1' = 20 m/s

  v2' = 30 m/s

• v1' = 15 m/s

  v2' = 10 m/s

• v1' = 10 m/s

  v2' = 30 m/s

• v1' = 15 m/s

  v2' = 20 m/s

Answer explanation

Perhatikan gambar, berdasarkan gambar di atas, jika tumbukan tersebut lenting sempurna, kecepatan benda B setelah tumbukan adalah?

• 5,4 m/s

• 6,2 m/s

• 7,6 m/s

• 8,8 m/s

• 9,2 m/s

Answer explanation

Manakah contoh penerapan tumbukan lenting sempurna dalam kehidupan sehari-hari?

• Tabrakan antarkendaraan di jalan raya.

• Bola basket yang memantul ke tanah.

• Bola bowling yang menabrak pin.

• Bola golf yang dipukul dengan stik.

• Bola tenis yang dipukul oleh raket.

Answer explanation

Contoh penerapan tumbukan lenting sempurna dalam kehidupan sehari-hari adalah:

• Bola tenis yang dipukul oleh raket. Ketika raket memukul bola tenis, bola tenis akan bergerak menjauh dengan kecepatan yang hampir sama dengan kecepatan raket saat memukulnya.

• Bola biliar yang saling bertabrakan. Ketika bola biliar saling bertabrakan, bola biliar yang ditabrak akan bergerak menjauh dengan kecepatan yang hampir sama dengan kecepatan bola biliar yang menabraknya.

Manakah faktor yang tidak memengaruhi koefisien restitusi (e) pada tumbukan lenting sempurna?

• Massa benda yang bertumbukan.

• Kecepatan benda sebelum tumbukan.

• Jenis bahan benda yang bertumbukan.

• Tekstur permukaan benda yang bertumbukan.

• Sifat elastis benda yang bertumbukan.

Answer explanation

Koefisien restitusi (e) pada tumbukan lenting tidak dipengaruhi oleh massa benda yang bertumbukan.

Faktor-faktor yang memengaruhi koefisien restitusi (e) pada tumbukan lenting adalah:

• Kecepatan benda sebelum tumbukan.

• Jenis bahan benda yang bertumbukan.

• Tekstur permukaan benda yang bertumbukan.

• Sifat elastis benda yang bertumbukan.

Apa yang terjadi pada energi kinetik objek yang bertumbukan selama tumbukan lenting sempurna?

• Energi kinetik sepenuhnya ditransfer dari satu objek ke objek lain.
  

• Energi kinetik sebagian ditransfer dari satu objek ke objek lain.
  

• Energi kinetik tetap tidak berubah.
  

• Energi kinetik sepenuhnya hilang.
  

• Energi kinetik sebagian hilang.

Answer explanation

Energi kinetik total sebelum tabrakan sama dengan energi kinetik total setelah tabrakan. Energi kinetik tidak ditransfer atau hilang, tetapi tetap sama.

Pada tumbukan lenting sempurna, apa syarat agar dua objek yang bertumbukan memiliki kecepatan yang sama setelah tabrakan?

• Massa kedua objek sama.

• Energi kinetik awal kedua objek sama.

• Momentum total kedua objek sebelum tumbukan sama.

• Kecepatan awal kedua objek sama.

• Energi potensial total kedua objek sebelum tumbukan sama.

Answer explanation

Pada tumbukan lenting sempurna, momentum total dan energi kinetik total sebelum dan sesudah tumbukan tetap sama.

Penjelasan:

• Pada tumbukan lenting sempurna, kedua objek bertukar kecepatan setelah tumbukan.

• Objek yang bergerak lebih cepat akan diam setelah tumbukan.

• Objek yang diam akan bergerak dengan kecepatan sama dengan kecepatan awal objek yang bergerak lebih cepat.