15 Contoh Soal Tumbukan Lenting Sempurna dan Jawabannya

tirto.id - Pernahkah kamu membayangkan bagaimana dua bola biliar memantul dengan sempurna tanpa kehilangan kecepatan setelah beradu? Itulah gambaran ideal dari tumbukan lenting sempurna.

Di pelajaran Fisika SMA, materi tumbukan lenting sempurna merupakan pilar penting dalam bab Momentum dan Impuls. Supaya bisa memahami bab ini dengan baik, kamu harus tahu pengertian tumbukan lenting sempurna dan rumus yang digunakan untuk menghitungnya.

Materi serta Rumus Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan lenting sempurna adalah proses ketika terdapat dua buah benda yang bertumbukan tidak kehilangan sedikitpun energi kinetik yang dimiliki. Tidak ada energi yang terbuang dalam proses tumbukan yang terjadi. Artinya, energi kinetik yang dimiliki oleh suatu benda tetap sama pada saat sebelum dan sesudah bertumbukan.

Tumbukan lenting sempurna memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

1. Tidak ada energi yang hilang menjadi panas, suara, atau deformasi.
2. Bentuk benda tidak berubah setelah terjadi tumbukan.
3. Kecepatan relatif sama baik sebelum dan sesudah tumbukan, hanya saja benda memiliki arah yang berlawanan saat sebelum terjadinya tumbukan.

Sayangnya, fenomena seperti ini hampir mustahil terjadi di alam. Hal yang paling mendekati adalah ketika dua bola biliar bertumbukan. Tumbukan lenting sempurna itu ibarat sebuah hubungan yang sangat ideal, semuanya terjaga. Baik hukum kekekalan momentum dan juga hukum kekekalan energi kinetik.

Dua buah bola yang bertumbukan membawa energi saat sebelum bertabrakan. Setelah terjadinya tabrakan, energi tersebut sama sekali tidak berubah, tidak berkurang, dan masih sama. Hanya saja yang membuatnya berbeda adalah arah gerak bendanya.

Dalam tumbukan lenting sempurna terdapat rumus yang digunakan untuk berhitung. Berikut ini rumusnya

Hukum Kekekalan MomentumJumlah momentum kedua benda sebelum tumbukan sama dengan jumlah momentum setelah tumbukan.

m1 v1 + m2 v2 = m1 v1‘ + m2 v2‘

Hukum Kekekalan Energi Kinetik½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1(v1’)2 + ½ m2(v2’)2

Koefisien Restitusi (e)

Untuk tumbukan lenting sempurna, nilai koefisien restitusi adalah 1

Rumus ini sering menjadi "jalan pintas" untuk menyelesaikan soal tanpa harus menggunakan rumus energi kinetik yang panjang.

e = 1 = – (V2’ – V1’) / (V2 – V1)

atau dalam bentuk yang lebih ringkas

V1 - V2 = V2' - V1'

Kumpulan Contoh Soal Tumbukan Lenting Sempurna dan Jawabannya

Setelah mempelajari tentang pengertian tumbukan lenting sempurna dan rumusnya, kini saatnya berlatih mengerjakan soal. Berikut beberapa contoh soal tumbukan lenting sempurna, baik soal pilihan ganda maupun esai, yang dilengkapi dengan kunci jawaban untuk memudahkan dalam belajar.

1. Nilai koefisien restitusi (𝑒) untuk tumbukan lenting sempurna adalah…

   A. e=0

   B. e<0

   C. e>0

   D. e=1

   Jawaban: D

2. Dua buah bola biliar identik (massa sama) bertumbukan secara lenting sempurna. Bola A bergerak dengan kecepatan 𝑣 dan bola B diam. Keadaan kedua bola setelah tumbukan adalah…

   A. Bola A dan B bergerak bersama dengan kecepatan ½ 𝑣

   B. Bola A berhenti, dan bola B bergerak dengan kecepatan 𝑣

   C. Bola A memantul kembali, dan bola B tetap diam

   D. Bola A dan B sama-sama berhenti

   Jawaban: B

3. Sebuah peluru bermassa 20 gram ditembakkan dengan kecepatan 200 m/s ke arah balok kayu bermassa 1,98 kg yang diam di atas lantai licin. Peluru bersarang di dalam balok. Kecepatan balok dan peluru setelah tumbukan adalah…

   A. 1 m/s

   B. 2 m/s

   C. 4 m/s

   D. 10 m/s

   Jawaban: B

4. Perhatikan peristiwa berikut:

   (1) Bola bekel yang memantul di lantai

   (2) Tabrakan dua mobil yang menyebabkan keduanya ringsek dan menyatu

   (3) Tumbukan antara dua atom gas ideal

   (4) Lempengan plastisin yang jatuh ke lantai dan tidak memantul.

   Peristiwa yang tergolong tumbukan lenting sempurna adalah nomor…

   A. 1

   B. 3

   C. 2 dan 4

   D. 1 dan 3

   Jawaban: B

5. Dua benda A dan B bermassa sama, 2 kg, bergerak saling mendekat dengan kecepatan masing-masing 10 m/s dan 20 m/s. Jika kedua benda bertumbukan lenting sempurna, kecepatan benda A setelah tumbukan adalah…

   A. 10 m/s searah gerak semula

   B. 10 m/s berlawanan arah gerak semula

   C. 20 m/s searah gerak semula

   D. 20 m/s berlawanan arah gerak semula

   Jawaban: D

6. Ciri utama dari tumbukan lenting sempurna adalah…

   A. Hanya hukum kekekalan energi kinetik yang berlaku.

   B. Hanya hukum kekekalan momentum yang berlaku.

   C. Hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik berlaku.

   D. Terjadi kehilangan energi kinetik maksimal.

   Jawaban: C

7. Sebutir peluru 20 gram bergerak dengan kecepatan 10 m/s arah mendatar menumbuk balok bermassa 60 gram yang sedang diam di atas lantai. Jika peluru tertahan di dalam balok, maka kecepatan balok sekarang adalah….

   A. 1,0 m/s

   B. 1,5 m/s

   C. 2,0 m/s

   D. 2,5 m/s

   Jawaban: D

8. Sebuah palu bermassa 2 kg dengan kecepatan 20 m/s menghantam sebuah paku sehingga paku masuk ke dalam kayu. Jika palu dan paku berhenti seketika setelah tumbukan, tumbukan ini paling mendekati jenis…

   A. Lenting sempurna

   B. Lenting tidak sempurna

   C. Tidak lenting sama sekali

   D. Setengah lenting

   Jawaban: C

9. Sebuah bola bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s menumbuk bola lain bermassa 1 kg yang diam. Tentukan kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan!

   Jawaban: v1' = 8/3 m/s, v2' = 16/3 m/s

10. Dua bola biliar identik bertumbukan lenting sempurna. Bola pertama bergerak dengan kecepatan 6 m/s dan bola kedua diam. Berapa kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan?

    Jawaban: v1' = 0 m/s, v2' = 6 m/s

11. Sebuah bola tenis bermassa 0.1 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s menumbuk bola tenis lain yang identik dan diam. Hitung kecepatan kedua bola setelah tumbukan!

    Jawaban: v1' = 0 m/s, v2' = 10 m/s

12. Dua benda A (3 kg) dan B (5 kg) bergerak searah dengan kecepatan masing-masing 8 m/s dan 4 m/s. Apabila benda A menumbuk benda B secara lenting sempurna, maka kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan adalah ….

    Jawaban: 3 m/s dan 7 m/s

13. Dua buah benda massanya masing-masing 10 kg dan 6 kg bergerak dalam bidang datar licin dengan kecepatan 4 m/s dan 8 m/s dalam arah yang berlawanan. Jika terjadi tumbukan lenting sempurna, maka kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan adalah …

    Jawaban: 5 m/s dan 7 m/s berlawanan arah dengan gerak semula

14. Bola A bermassa 0.5 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s menumbuk bola B bermassa 1 kg yang bergerak dengan kecepatan -1 m/s (berlawanan arah). Jika tumbukannya lenting sempurna, tentukan kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan!

    Jawaban: v1' = -2 m/s, v2' = 0 m/s

15. Sebuah kelereng bermassa 5 gram bergerak dengan kecepatan 20 cm/s menumbuk kelereng lain bermassa 10 gram yang diam. Berapa kecepatan masing-masing kelereng setelah tumbukan jika dianggap lenting sempurna?

    Jawaban: 1' = -2/3 cm/s, v2' = 4/3 cm/s

Apabila kamu ingin tahu lebih banyak tentang contoh soal lainnya, Tirto memiliki kumpulan artikel untuk kamu. Silakan klik tautan di bawah untuk membaca kumpulan soal berbagai mata pelajaran dan jenjang pendidikan.

Kumpulan Artikel Contoh Soal