Tabrakan Elastis dan Inelastis
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| elastic collision/ɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | tabrakan elastis |
| inelastic collision/ɪnɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | tabrakan inelastis |
Bola klik-klik vs gumpalan tanah liat
- Jatuhkan bola baja ke Newton's cradle dan ia berbunyi nyaring — energi memantul sepanjang jalur, hampir tidak hilang.
- Lempar gumpalan tanah liat ke dinding dan ia sekadar... meletup, tanpa tujuan.
- Keduanya mematuhi kekekalan momentum, tetapi mereka memperlakukan energi kinetik dengan cara yang sangat berbeda.
- Mengelompokkan tumbukan berdasarkan apa yang terjadi pada KE adalah ide besar terakhir tentang momentum.
Tumbukan elastis mempertahankan energi kinetik
- Dalam tumbukan elastis, total energi kinetik tetap terjaga selain momentum.
- Benda-benda memantul menjauh tanpa ada energi yang hilang menjadi panas atau suara.
- Tumbukan elastis sempurna adalah sebuah idealisasi — molekul gas saling mendekat.
- Kedua $\sum p$ dan $\sum E_k$ sama sebelum dan sesudahnya.
Dalam tabrakan elastis, besaran apa yang kekal selain momentum?
Tabrakan elastis mengawalkan energi kinetik selain momentum.
Tumbukan tidak elastis kehilangan energi kinetik
- Dalam tumbukan tidak elastis, momentum terjaga tetapi energi kinetik tidak.
- "KE yang hilang" berubah menjadi panas, suara, dan deformasi.
- Tumbukan tidak elastis sempurna adalah kasus ekstrem: objek menempel bersama.
- Sebagian besar tumbukan nyata sehari-hari (mobil, tanah liat, tendangan) bersifat tidak elastis.
Jalankan tabrakan
Ubah massa dan kecepatan, jalankan tabrakan, dan bandingkan energi kinetik sebelum dan setelah.
Dalam tabrakan inelastis sempurna, objek-objek itu ____ bersama.
Tabrakan inelastis sempurna memiliki objek-objek itu menempel bersama dan bergerak sebagai satu kesatuan.
Pilih semua pernyataan yang benar tentang tabrakan.
Elastis menjaga KE; semua tabrakan terisolasi menjaga momentum; inelastis sempurna berarti menempel. Tabrakan inelastis tidak menjaga KE.
Momentum selalu terjaga — energi adalah pengujinya
- Momentum terjaga dalam setiap tumbukan, elastis atau tidak (dengan asumsi sistem terisolasi).
- Energi kinetik adalah garis pembatas: terjaga ⇒ elastis, hilang ⇒ tidak elastis.
- Untuk mengklasifikasikan tumbukan, bandingkan total KE sebelum dan sesudah.
- Jangan pernah berasumsi KE terjaga kecuali tumbukan tersebut dinyatakan elastis.
Momentum kekal baik dalam tabrakan elastis maupun inelastis (untuk sistem terisolasi).
Momentum selalu kekal dalam tabrakan terisolasi. Energi kinetik adalah besaran yang membedakan kedua jenis tersebut.
Tabrakan mempertahankan momentum total yang sama tetapi energi kinetik total turun. Ini adalah:
Momentum kekal tetapi KE hilang ⇒ tabrakan inelastis (KE yang hilang menjadi panas).
Jangan asumsikan energi kinetik terjaga dalam suatu tumbukan. Momentum selalu terjaga (sistem terisolasi), tetapi KE hanya terjaga secara eksklusif dalam tumbukan elastis. Dalam tumbukan tidak elastis, sebagian KE berubah menjadi panas — meskipun momentum tidak berubah.
Troli $2\ \text{kg}$ dengan kecepatan $3\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ menempel pada troli diam $1\ \text{kg}$; bersama-sama mereka bergerak dengan kecepatan $2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Berapa banyak energi kinetik yang hilang, dalam joule?
KE sebelum $= \tfrac12(2)(9) = 9\ \text{J}$; setelah $= \tfrac12(3)(4) = 6\ \text{J}$. Hilang $= 9 - 6 = 3\ \text{J}$.
Troli yang menempel dari pelajaran sebelumnya: $2\ \text{kg}$ pada $3\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ menabrak $1\ \text{kg}$ yang diam, berakhir pada $2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ bersama-sama.
- KE sebelum $= \tfrac12(2)(3^2) = 9\ \text{J}$.
- KE setelah $= \tfrac12(3)(2^2) = 6\ \text{J}$.
$3\ \text{J}$ hilang menjadi panas — jadi ini adalah tumbukan tidak elastis, sebagaimana diharapkan untuk kasus menempel.
Momentum terjaga dalam semua tumbukan. Dalam tumbukan elastis, energi kinetik juga terjaga (benda memantul). Dalam tumbukan tidak elastis, sebagian energi kinetik menjadi panas; tumbukan tidak elastis sempurna memiliki objek yang menempel bersama. Bandingkan total KE untuk mengklasifikasikan.