Contoh soal tumbukan lenting sempurna

8 Contoh soal tumbukan lenting sempurna

1. Bola A dan bola B masing-masing bermassa 200 gram bertumbukan lenting sempurna. Jika sebelum bertumbukan bola A bergerak dengan kelajuan 10 m/s dan bola B dalam keadaan diam maka kelajuan bola A dan bola B setelah tumbukan adalah…

Pembahasan
Diketahui :
Massa bola A (mA) = 200 gram = 0,2 kg
Massa bola B (mB) = 200 gram = 0,2 kg
Kelajuan bola A sebelum tumbukan (vA) = 10 m/s
Kelajuan bola B sebelum tumbukan (vB) = 0
Ditanya : kelajuan bola A (vA’) dan bola B (vB’) setelah tumbukan
Jawab :

Pada tumbukan lenting sempurna, jika sebelum bertumbukan benda B diam (vB = 0) maka setelah bertumbukan benda A diam (vA’ = 0) dan benda B bergerak dengan kelajuan yang sama dengan kelajuan benda A sebelum tumbukan (vB’ = vA).
vA’ = vB = 0
vB’ = vA = 10 m/s

2. Kelereng A dan kelereng B bermassa sama, bergerak saling mendekati dan bertumbukan lenting sempurna. Sebelum bertumbukan, kelereng A bergerak dengan kecepatan sebesar 8 m/s dan kelereng B bergerak dengan kecepatan sebesar 12 m/s. Besar dan arah kecepatan kelereng A dan kelereng B setelah tumbukan adalah…

Pembahasan
Diketahui :
Massa kelereng A (mA) = m
Massa kelereng B (mB) = m
Kecepatan kelereng A sebelum tumbukan (vA) = -8 m/s
Kecepatan kelereng B sebelum tumbukan (vB) = 12 m/s
Kecepatan kedua kelereng bertanda positif dan negatif menunjukan bahwa arah gerakan atau arah kecepatan kedua benda berlawanan.
Ditanya : besar dan arah kecepatan kelereng A (vA’) dan kelereng B (vB’) setelah tumbukan
Jawab :
Pada tumbukan lenting sempurna, jika massa kedua benda yang bertumbukan sama maka kelajuan benda A setelah bertumbukan (vA’) = kelajuan benda B sebelum bertumbukan (vB) dan kelajuan benda B setelah bertumbukan (vB’) = kelajuan benda A sebelum bertumbukan (vA).
Bagaimana dengan arah gerakan atau arah kecepatan benda ? Jika sebelum bertumbukan benda A bergerak ke kanan dan benda B bergerak ke kiri, maka setelah bertumbukan benda A bergerak ke kiri (vA’ = – vB) dan benda B bergerak ke kanan (vB’ = vA).

Kedua kelereng mempunyai massa sama dan bertumbukan lenting sempurna sehingga kedua kelereng bertukar kecepatan.
vA’ = -vB = -12 m/s
vB’ = vA = 8 m/s
Tanda positif dan negatif menunjukan bahwa setelah tumbukan, arah kecepatan kelereng A berlawanan dengan arah kecepatan kelereng B.

3. Benda A bermassa 2 kg dan benda B bermassa 4 kg bergerak saling mendekati, di mana kelajuan benda A adalah 10 m/s dan kelajuan benda B adalah 20 m/s. Jika kedua benda bertumbukan lenting sempurna maka kelajuan benda A dan benda B setelah tumbukan adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda A (mA) = 2 kg
Massa benda B (mB) = 4 kg
Kelajuan benda A sebelum tumbukan (vA) = 10 m/s
Kelajuan benda B sebelum tumbukan (vB) = 20 m/s
Ditanya : kelajuan benda A (vA’) dan benda B (vB’) setelah tumbukan
Jawab :
Jika benda-benda yang bertumbukan lenting sempurna mempunyai massa berbeda dan kedua benda bergerak saling mendekati dengan kelajuan tertentu maka kelajuan kedua benda setelah bertumbukan dihitung menggunakan persamaan berikut :
Contoh-soal-tumbukan-lenting-sempurna-1Contoh-soal-tumbukan-lenting-sempurna-2Kelajuan benda A setelah tumbukan adalah :

Setelah bertumbukan, kedua benda bergerak saling menjauhi.

4. Benda bermassa 100 gram bergerak dengan kelajuan 20 m/s menumbuk dinding tembok secara lenting sempurna. Besar dan arah kecepatan benda setelah tumbukan adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda (mA) = 100 gram = 0,1 kg
Massa tembok (mB) = tak berhingga (tembok dianggap mempunyai massa tak berhingga)
Kelajuan benda sebelum tumbukan (vA) = 20 m/s
Kelajuan tembok sebelum tumbukan (vB) = 0
Ditanya : besar dan arah kecepatan benda setelah tumbukan
Jawab :
Apabila vB = 0, mA sangat kecil dan m2 sangat besar maka dengan menyelesaikan persamaan di atas diperoleh vA’ = -vA dan v2’ = 0. Tanda positif dan negatif menunjukan arah gerakan benda berlawanan.

Jadi besar kecepatan benda setelah tumbukan (vA’) adalah -20 m/s dan besar kecepatan tembok setelah tumbukan adalah 0. Arah kecepatan benda setelah tumbukan berlawanan dengan arah kecepatan benda sebelum tumbukan. Jika sebelum tumbukan benda bergerak ke kanan maka setelah tumbukan benda bergerak ke kiri atau jika sebelum tumbukan benda bergerak ke kiri maka setelah tumbukan benda bergerak ke kanan.

5. Benda A dan benda B bergerak saling mendekati. Jika mA = mB , vA = 4 m/s, vB = 3 m/s dan lantai licin, berapa kecepatan A dan B setelah terjadi tumbukan lenting sempurna ?
A. 3 m/s ke kiri dan 4 m/s ke kanan
B. 3 m/s kekanan dan 4 m/s ke kanan
C. 3 m/s ke kiri dan 4 m/s ke kiri
D. 3 m/s ke kiri dan 3 m/s ke kanan
E. 4 m/s ke kiri dan 4 m/s ke kanan
Pembahasan :
Diketahui :
vA = 4 m/s, vB = 3 m/s
Ditanya :
vA’ dan vB’ ?
Jawab :
Pada tumbukan lenting sempurna, jika massa kedua benda sama maka ketika bertumbukan kedua benda saling bertukar kecepatan. Jadi
vA’ = 3 m/s dan vB’ = 4 m/s
Apabila sebelum bertumbukan benda A bergerak ke kiri maka setelah bertumbukan benda A bergerak ke kanan. Demikian juga apabila sebelum bertumbukan benda B bergerak ke kanan maka setelah bertumbukan benda B bergerak ke kiri. Sebelum dan setelah bertumbukan, kedua benda bergerak berlawanan arah.
Jawaban yang benar adalah A.

6. mA = 2 kg dan mB = 1 kg bergerak saling mendekati dengan laju vA = 2 m/s dan vB = 3 m/s. Keduanya bertumbukan secara lenting sempurna. Berapa laju bola A sesaat setelah tumbukan ?
A. 1/2 m/s
B. 2/3 m/s
C. 1 m/s
D. 3/2 m/s
E. 2 m/s
Pembahasan :
Diketahui :
mA = 2 kg, mB = 1 kg, vA = 2 m/s, vB = 3 m/s
Ditanya :
vA’ ?
Jawab :

Jika benda yang saling bertumbukan lenting sempurna mempunyai massa yang berbeda maka kedua benda tidak saling bertukar kecepatan.
Kelajuan masing-masing benda setelah bertumbukan dihitung menggunakan rumus :

Tumbukan lenting sempurna - 1

Jawaban yang benar adalah B.

7. Bola A bergerak lurus berubah beraturan ke kanan dengan kelajuan awal 1 m/s dan percepatan 1 m/s2. Setelah bergerak 2 detik, bola A menumbuk bola B yang diam. Jika tumbukan elastis sempurna dan massa kedua bola sama, maka kelajuan bola A dan B setelah tumbukan adalah …
A. vA` = 0 dan vB` = 3 m/s
B. vA` = 2 m/s dan vB` = 3 m/s
C. vA` = 3 m/s dan vB` = 0 m/s
D. vA` = 3 m/s dan vB` = 2 m/s
E. vA` = 4 m/s dan vB` = 2 m/s
Pembahasan :
Diketahui :
Data gerak bola A :
vo = 1 m/s, a = 1 m/s2, t = 2 sekon, vt = ?
Data tumbukan :
vA = ? , vB = 0, mA = mB
Ditanya :
vA’ dan vB
Jawab :
Kelajuan bola A sesaat sebelum tumbukan (vA) :
vt = vo + a t = 1 + (1)(2) = 1 + 2 = 3 m/s
Jadi vA = 3 m/s
Massa kedua bola sama sehingga kedua bola saling bertukar kecepatan.
vA’ = 0 dan vB’ = 3 m/s
Sebelum bertumbukan bola A bergerak ke kanan, setelah bertumbukan bola A diam. Sebelum bertumbukan bola B diam, setelah bertumbukan bola B bergerak ke kanan.

Jawaban yang benar adalah A.

8. Bila dua kelereng identik bergerak saling mendekat dengan laju sama pada sebuah lintasan lurus dan bertumbukan maka salah satu kelereng akan melepaskan sebagian energinya dan kelereng yang lain akan menerima energi dalam jumlah yang sama.

Sebab

Hukum kekekalan energi menjamin energi kinetik total kedua kelereng tidak berubah.

Pembahasan

Pernyataan di atas benar jika jenis tumbukan adalah lenting sempurna.

Sumber soal:

Soal UN Fisika SMA/MA

Soal SBMPTN Fisika

Alexsander San Lohat

Sarjana Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Guru Fisika di SMAN 2 Nubatukan Lewoleba, Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara Timur.

Tinggalkan Balasan