27

m

MekanikaGerak translasiKekekalan momentum

MM 05

Hukum Tumbukan

Tujuan Percobaan

Mempelajari hukum kekekalan momentum pada peristiwa tumbukan

Membuktikan hukum kekekalan energi padaperistiwa tumbukan

Prinsip DasarBerdasarkan hukum kekekalan momentum linier

(1)

Tumbukan adalah sebuah peristiwa yang melibatkan dua atau lebih benda yang memberikan gaya satu sama lain dalam waktu singkat. Tumbukan akan mengubah momentum masing-masing benda, tapi tidak mengubah momentum linier total dari sistim (gaya luar diabaikan)

Pada tumbukan elastik, jumlah energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan akan sama

(2)

Dari persamaan 1 dan 2 dapat ditentukan persamaanberikut kecepatan sesudah tumbukan

v1 v21 m2

v1’ v2’

dan (3)

Momentum sesudah tumbukan

dan (4)

Energi kinetik sesudah tumbukan

m1 m2 dan (5)

Gbr. 1 Peristiwa tumbukan dua buah benda

Peralatan1 Lintasan udara (air track)1 Penyembur udara (blower)2 Penghalang cahaya (light bariier)2 Pencanah dijital (digital counter)2 Kereta luncur2 Bendera interupter (pemutus cahaya)

Kabel koneksiPemberat 100 g

1 Catu daya

6. Catat waktu t yang tertera pada counter setelah benda melewati penghalang cahaya ini disebut saat sebelum tumbukan t1 !

7. Segera reset counter dan baca waktu setelahtumbukan (t1’ dan t2’) !

8. Ulangi langkah di atas sebanyak 5 kali untukmendapat variasi data !

9. Ulangi langkah 1 s/d 8 untuk massa benda m1

> m2 dan m1 < m2 !

Gbr. 2 Susunan peralatan percobaan tumbukan menggunakan lintasan udara (air track)

Prosedur Percobaan

Susunan peralatan dapat dilihat pada Gbr. 2Momentum dicari dengan mengukur kecepatan benda luncur. Waktu diukur saat pemutus cahaya pada benda luncur melewati penghalang cahaya dengan ∆s = panjang pemutus cahaya [m], ∆t = waktu kedipan [s].

[m/s] (6)

A. Salah satu benda peluncur diam1. Timbang kedua kereta luncur dan samakan

massa keduanya (misal m1 = m2 = 100 g) !2. Susun peralatan seperti Gbr 2. !3. Letakan benda pertama di ujung lintasan

udara!4. Tempatkan benda kedua di antara batas

pencatatan waktu !5. Benda pertama digerakan menuju ke arah

benda kedua !

B. Kedua benda bergerak1. Timbang masing-masing kereta luncur (misal

m1 = m2 = 100 g) !2. Letakkan kedua benda di ujung track udara !3. Kedua benda digerakan sehingga ber-

tumbukan di antara pencatat waktu.4. Catat waktu sebelum tumbukan dan sesudah

tumbukan !5. Ulangi langkah di atas sebanyak 5 kali untuk

mendapat variasi data !

Pengolahan Data dan Evaluasi

1. Hitunglah kecepatan, momentum dan energi kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan dalam satu tabel dari percobaan A (m1 = m2, m1 > m2, m1 < m2), masing masing dalam tabel terpisah !

2. Hitunglah kecepatan, momentum dan energi kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan dalam satu tabel dari percobaan B !

3. Hitunglah kecepatan benda setelah tumbukan memakai persamaan (3), bandingkan dengan hasil pengukuran !

4. Berdasarkan hasil perhitungan diatas, buktikan bahwa pada percobaan tumbukan terjadi kekekalan momentum dan kekekalan energi kinetik !

5. Pada percobaan yang dilakukan, faktor-faktor apa yang mempengaruhi sehingga tidakterbukti kekekalan momentum dan kekekalanenergi kinetik !

6. Buat analisa dan beri kesimpulan dari hasil percobaan ini !