Konsep DasarSebelum kita membahas tentang koefisien restitusi yang digunakan untuk mengetahui jenis tumbukan,kita harus mengetahui tentang konsep momentum, impuls, dan hukum kekekalan momentum. Untuk itu akan dibahas secara singkat apa yang dimaksud momentum, impuls, dan hukum kekekalan momentum serta persamaan apa saja yang ikut mempengaruhi nilai koefisien restitusi.MomentumDalam fisika, momentum adalah ukuran mudah sukarnya menghentikan benda yang sedang bergerak. Atau dapat didefinisikan sebagai hasil kali antara massa dan kecepatan benda. Jadi, secara matematis dapat ditulis sebagai berikut:

Dimana:

Hubungan Momentum dangan ImpulsImpuls didefinisikan sebagai perubahan momentum yang dimiliki oleh suatu benda. Jika ditulis secara matematis adalah sebagai berikut:

Dimana

Hukum Kekekalan MomentumHukum kekekalan momentum menyatakan bahwa jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem, maka momentum sistem sebelum dan sesudah tumbukan adalah konstan.Ketika dua buah benda bertumbukan, berdasarkan hukum ketiga Newton maka kedua benda akan mengalami gaya yang besarnya sama namun arahnya berlawanan. Apabila dua buah benda masing-masing bermassa m1 dan m2 bertumbukan, maka kecepatan awal benda v1 dan v2 sebelum tumbukan menjadi v1 dan v2 setelah tumbukan. Sedangkan F12 adalah gaya dari m1 yang digunakan untuk menumbuk m2, dan F21 adalah gaya dari m2 yang digunakan untuk menumbuk m1.Dan jika tumbukan tersebut berlangsung dalam selang waktu tertentu, maka selama tumbukan diperoleh hubungan sebagai berikut:

Karena impuls sama dengan perubahan momentum, maka persamaan tersebut dapat ditulis sebagai berikut:

Jenis-jenis Tumbukan Berdasarkan Nilai Koefisien Restitusi (e)Peristiwa tumbukan dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan tidak lenting sama sekali, dan tumbukan lenting sebagian. Perbedaan tumbukan tersebut dipengaruhi oleh nilai koefisien restitusi (koefisien elastisitas) dari benda yang bertumbukan. Koefisien restitusi sama dengan perbandingan negatif antara kecepatan sesudah tumbukan dengan kecepatan sebelum tumbukan. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:

Dengan

Koefisien restitusi tidak memiliki satuan dan besarnya antara 0 sampai dengan 1. Persamaan diatas menggunakan tanda negatif karena nilai negatif diperlukan untuk mempositifkan nilai e karena v bernilai negatif (arahnya berlawanan dengan v).Untuk mencari v dapat digunakan rumus hukum kekekalan momentum. Selain itu, dapat pula kita gunakan rumus dalam gerak jatuh bebas dimana,

Sehingga kita mendapat persamaan baru, yaitu

Jadi,

Persamaan inilah yang akan digunakan dalam eksperimen kali ini.1. Tumbukan Lenting SempurnaTumbukan antara dua buah benda dikatakan lenting sempurna apabila jumlah energi mekanik benda sebelum dan sesudah tumbukan tetap. Tumbukan lenting sempurna harus memenuhi hukum kekekalan energi mekanik dan hukum kekekalan momentum. Sehingga, koefisien restitusi untuk tumbukan lenting sempurna sama dengan satu (e=1).2. Tumbukan Tidak Lenting Sama SekaliDua buah benda dikatakan tidak lenting sama sekali apabila sesudah tumbukan kedua benda tersebut menjadi satu (bergabung) dan mempunyai kecepatan yang sama. Pada tumbukan tidak lenting sama sekali tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik. Hukum kekekalan momentum untuk dua buah benda yang bertumbukan tidak lenting sama sekali dapat ditulis sebagai berikut.

Dalam hal ini, koefisien restitusi untuk tumbukan tidak lenting sama sekali sama dengan nol (e=0).3. Tumbukan Lenting SebagianPada tumbukan lenting sebagian, hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku karena terjadi perubahan jumlah energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan. Jadi, tumbukan lenting sebagian hanya memenuhi hukum kekekalan momentum saja. Adapun koefisien restitusi tumbukan lenting sebagian mempunyai nilai di antara nol dan satu.

PercobaanJudul:Mencari Nilai Koefisien Restitusi Tumbukan Antara Kelereng dan LantaiTujuan:Untuk mengetahui nilai koefisien restitusi tumbukan antara kelereng dengan lantai sehingga dapat diketahui jenis tumbukan.Alat dan Bahan:1. 1 buah kelereng2. Penggaris atau alat ukur panjangTeori:

Dimana:

Cara Kerja:1. Siapkan alat dan bahan2. Tempelkan alat ukur panjang di dinding dalam arah vertikal agar lebih mudah melihat angka yang ditunjuk3. Ambil kelereng, kemudian jatuhkan dari ketinggian awal 55cm, kemudian amati berapa ketinggian yang dicapai saat pantulan pertama (gunakan kamera HP sebagai alat bantu melihat hasil pantulan jika perlu)4. Catat hasil pengukuran dalam tabel5. Ulangi langkah 1-4 dengan ketinggian awal yang bervariasi, kemudian hitung koefisien restitusiData Hasil Percobaan:No.h (cm)h (cm)

15546

25343

35042

44539

54032

63529

73025

82521

92016

10108

Hasil Perhitungan nilai e:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Koefisien restitusi rata-rata:

Kesimpulan:Berdasarkan hasil perhitungan tersebut, nilai koefisien restitusi yang kita dapat adalah 0,91. Dari hasil koefisien restitusi ini, kita dapat mengambil kesimpulan bahwa tumbukan yang terjadi termasuk tumbukan lenting sebagian. Karena nilai 0,91 berada di antara nol sampai dengan satu.

Lampiran