Tumbukan antara benda disebut การชนที่ยืดหยุ่นได้อย่างสมบูรณ์แบบ jika momentum dan energi kinetik masing-masing benda sebelum tumbukan sama dengan momentum dan energi kinetik masing-masing benda setelah tumbukan. Dengan kata lain, pada tumbukan lenting sempurna berlaku กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม dan hukum kekekalan energi kinetik. Penggunaan kata lenting, menunjukan bahwa setelah tumbukan, kedua benda tidak bergabung menjadi satu atau tidak saling menempel tetapi memantul.
Momentum masing-masing benda kekal :
Energi kinetik masing-masing benda kekal :
Tumbukan lenting sempurna harus hening dan tidak memunculkan panas akibat gesekan antara benda yang bertumbukan. Jika tumbukan antara dua benda menimbulkan bunyi dan panas maka energi kinetik benda tidak kekal. Selain berubah menjadi energi bunyi dan kalor alias panas, sebagian energi kinetik berubah menjadi energi dalam. Contoh tumbukan lenting sempurna adalah tumbukan antara partikel-partikel atomik dan sub atomik.
Pada persoalan tumbukan lenting sempurna, jika kelajuan awal diketahui sedangkan kelajuan akhir tidak diketahui maka persoalan tidak bisa dipecahkan hanya dengan menggunakan persamaan 1.5 dan 1.6. Karenanya kedua persamaan di atas dimanipulasi lagi untuk memperoleh persamaan lain yang bisa digunakan untuk menentukan kelajuan akhir.
Hilangkan faktor ½ lalu manipulasi persamaan 1.6.
Manipulasi persamaan 1.5
Bagi persamaan 1.7 dengan persamaan 1.8 untuk memperoleh hasil akhir
Persamaan 1.5 dan 1.9 dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan tumbukan lenting sempurna. Gabungkan persamaan 1.5 dan 1.9 untuk memperoleh dua persamaan untuk menentukan kecepatan akhir kedua benda jika hanya diketahui massa dan kecepatan awal.
Ketika menyelesaikan soal menggunakan persamaan di atas, gunakan tanda yang tepat untuk v1 และ v2. Jika benda 1 bergerak ke kanan maka v1 positif sebaliknya jika benda 2 bergerak ke kiri maka v2 negatif. Jika kedua benda bergerak berlawanan arah tetapi tidak diterangkan arah gerakannya maka v1 และ v2 harus diberi tanda yang berbeda, misalnya v1 positif dan v2 เชิงลบ
1. Massa kedua benda sama
Apabila m1 = ม2 maka v1' = v2 และ v2' = v1.
Bagaimana jika kedua benda bergerak berlawanan arah ? Misalnya jika sebelum bertumbukan benda 1 bergerak ke kanan dan benda 2 bergerak ke kiri, maka setelah bertumbukan benda 1 bergerak ke kiri (v1' = – v2) dan benda 2 bergerak ke kanan (v2' = v1).
Bagaimana jika salah satu benda pada mulanya diam ? Misalnya jika sebelum bertumbukan benda 2 diam (v2 = 0) maka setelah bertumbukan benda 1 diam (v1’ = 0) dan benda 2 bergerak dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan awal benda 1 (v2' = v1). Jika sebelum bertumbukan benda 1 bergerak ke kanan maka setelah bertumbukan, benda 2 bergerak ke kanan. Jadi kedua benda bertukar kecepatan.
ตัวอย่างปัญหา
1. Dua benda A (2 kg) dan B (2 kg) bergerak berlawanan arah dengan kelajuan masing-masing 4 m/s dan 2 m/s. Jika benda A bertumbukan dengan benda B secara lenting sempurna, berapa kelajuan akhir benda A dan benda B ?
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
mA = 2 กก. ม.B = 2 กก.
vA = 4 ม./วินาที, vB = -2 ม/วินาที
ถาม :vA'และ vB'
จาวาบ :
vA’ = -2 m/s dan vB' = 4 ม./วินาที
Setelah bertumbukan, benda A bergerak dengan kelajuan 2 m/s dan benda B bergerak dengan kelajuan 4 m/s, di mana arah gerakan kedua benda berlawanan. Jika sebelum bertumbukan, benda A bergerak ke kanan dan benda B bergerak ke kiri maka setelah bertumbukan, benda A bergerak ke kiri dan benda B bergerak ke kanan.
2. Benda A (2 kg) bergerak ke kanan dengan kelajuan 2 m/s menumbuk benda B (2 kg) yang sedang diam. Jika kedua benda bertumbukan lenting sempurna, berapa kelajuan akhir benda A dan benda B ?
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
mA = 2 กก. ม.B = 2 กก.
vA = 2 ม./วินาที, vB = 0 ม./วินาที
ถาม :vA'และ vB'
จาวาบ :
vA' = 0 และ vB' = 2 ม./วินาที
Setelah bertumbukan, benda A diam dan benda B bergerak ke kanan dengan kelajuan 2 m/s.
2. Massa kedua benda berbeda
Apabila kedua benda mempunyai kecepatan awal dan massa kedua benda berbeda (perbedaannya kecil) maka kecepatan akhir diketahui menggunakan persamaan 1.10 dan 1.11.
Apabila pada mulanya benda 2 diam (v2 = 0) maka persamaan 1.10 berubah menjadi persamaan 1.12 dan persamaan 1.11 berubah menjadi persamaan 1.13.
ถ้า v2 = 0, ม.1 sangat besar, m2 sangat kecil maka dengan menyelesaikan persamaan 1.12 dan 1.13 diperoleh v1' = v1 และ v2’ = 2v1. Apabila v2 = 0, ม.1 sangat kecil, m2 sangat besar maka dengan menyelesaikan persamaan 1.12 dan 1.13 diperoleh v1' = -v1 และ v2' = 0. เครื่องหมายบวกและลบแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตรงกันข้ามกัน
ตัวอย่างปัญหา
1. Sebuah benda bermassa 1 kg bergerak dengan kelajuan 20 m/s menumbuk dinding secara lenting sempurna. Berapa kelajuan akhir benda dan dinding ?
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
mA = 1 กก., vA = 20 m/s, mB = sangat besar dan vB = 0
ถาม :vA'และ vB'
จาวาบ :
vA' = -20 ม./วินาที
vB' = 0
Setelah bertumbukan, benda A memantul dengan kelajuan 20 m/s dan benda B tetap diam. Jika sebelum bertumbukan benda A bergerak ke kanan maka setelah bertumbukan benda A bergerak ke kiri.
