Dikutip dari berita TRIBXXX.COM, JAKARTA – Terjadi kecelakaan yang melibatkan satu unit mobil Toyota Sienta bernomor polisi B 2275 SZF, dengan satu unit mobil Nissan Livina bernomor Polisi B 1378 UYR.

Akibatnya, kedua mobil tersebut mengalami kerusakan yang cukup parah dibagian depan dan pengemudi alngsung dilarikan ke rumah sakit.

Informasi selanjutnya bisa Anda baca di situ berita kesayangan Anda 🙂

Dari peristiwa ini saya sebagai seorang physicist akan membahas hukum fisika yang terjadi dan berapa besar energi yang dikeluarkan sampai terjadi kerusakan parah.

Ketika ada dua object bergerak berlawanan arah dan bertabrakan maka akan berlaku Hukum Kekekalan Momentum.

Lalu apakah sebenarnya yang dimaksud dengan momentum dalam fisika???

Momentum merujuk pada kuantitas gerak yang dimiliki suatu objek. Sebuah tim olahraga yang sedang bergerak memiliki momentum. Jika suatu objek sedang bergerak (sedang bergerak) maka objek tersebut memiliki momentum.

Momentum dapat didefinisikan sebagai “massa yang bergerak”. Semua objek pasti memiliki massa. Jadi jika suatu objek sedang bergerak, maka objek tersebut memiliki momentum – objek tersebut memiliki massa yang bergerak.

Jumlah momentum yang dimiliki suatu objek bergantung pada dua variabel yaitu seberapa banyak benda yang bergerak dan seberapa cepat benda tersebut bergerak. Momentum bergantung pada variabel massa (m) dan kecepatan (v). Dalam persamaan, momentum suatu objek sama dengan massa objek dikalikan kecepatan objek.

Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa momentum total sebuah sistem tertutup selalu konstan, artinya tidak berubah, jika tidak ada gaya eksternal yang bekerja pada sistem tersebut. Dengan kata lain, momentum sebelum dan sesudah interaksi (seperti tumbukan) tetap sama.

Menghitung kerusakan mobil akibat tabrakan melibatkan prinsip fisika seperti momentum dan energi kinetik. Rumus yang digunakan untuk menghitung kerusakan melibatkan massa kendaraan, kecepatan sebelum dan sesudah tabrakan, dan energi kinetik yang terlibat.

Kekuatan tabrakan dapat dihitung dengan mengalikan massa benda dengan kecepatan kuadrat, dan energi kinetik dapat dihitung dengan rumus 1/2 x massa x kecepatan kuadrat.

Momentum total sistem (dalam hal ini, dua mobil) sebelum dan sesudah tabrakan adalah sama.

p1 = p2

Rumus tumbukan lenting sempurna dan lenting sebagian:

m₁ . v₁ + m₂. v₂ = m₁ . v_1′ + m₂ . v_2′

Rumus tumbukan tidak elastis:

m₁ . v₁ + m2. v₂ = (m₁ + m₂ ) . v₂‘

(dimana m adalah massa dan v adalah kecepatan).
Dengan mengetahui massa dan kecepatan awal, kita bisa menghitung kecepatan setelah tabrakan.

Bayangkan dua mobil, mobil A dengan massa 1000 kg dan kecepatan 20 m/s, dan mobil B dengan massa 1500 kg dan kecepatan 10 m/s, bertabrakan secara tidak elastis.

Momentum:

Momentum mobil A (PA):
p A = m A . v A
= 1000 kg * 20 m/s
= 20.000 kg m/s

Momentum mobil B:
p B = 1500 kg * (-10 m/s)
= -15.000 kg m/s

(Kecepatan mobil B bernilai negatif karena arahnya berlawanana dengan mobil A )

Kecepatan mobil setelah tabrakan adalah:

20.000 – 15000 = (1000 + 1500) . v’

5000 =2500 v’

v’ = 2 m/s

Jadin kecepatan kedua mobil setelah bertabrakan adalah sebesar 2 m/s dan arahnya searah dengan mobil A.

Energi Kinetik:

Energi kinetik mobil A:

EK A = 1/2 * 1000 kg * (20 m/s)2 = 200.000 J

Energi kinetik mobil B:

EK B = 1/2 * 1500 kg * (10 m/s)2 = 75.000 J

Kerusakan:

Energi kinetik total sebelum tabrakan: 

EK total = 200.000 J + 75.000 J = 275.000 J

Karena tabrakan tidak elastis, sebagian energi kinetik akan berubah menjadi energi lain, dan ini akan menyebabkan kerusakan pada kendaraan.

Energi kinetik total setelah tabrakan: 

EK total =   1/ 2 * (m1 + m2) * (v')2 
         =   1/2 * (1000 + 1500) * (2)2
         =   1/2 * (2500) * 4
         = 5000 J

Jumlah Energi Kinetik hilang = Ek awal - Ek akhir
                             = 275.000 J - 5000 J
                             = 270.000 J

Energi sejumlah 270.000 J inilah yang dikonversikan menjadi tenaga kerusakan sehingga bemper depan mobil menjadi rusak parah.

Energi Joule dan impact merupakan dua konsep yang saling terkait. Semakin besar energi Joule yang terlibat dalam impact, semakin besar juga kerusakan yang terjadi. Sehingga semakin besar massa dan kecepatan mobil bergerak maka semakin besar pula kerusakan yang terjadi akibat beranturan.

Dalam kasus dua mobil bertabrakan, energi kinetik akan dikonversi menjadi energi deformasi (perubahan bentuk). Hal ini sesuai dengan prinsip konservasi momentum tidak elastis yaitu pada tabrakan tidak elastis, hanya momentum total yang terjaga, sedangkan sebagian energi kinetik hilang dan diubah menjadi bentuk energi lain, seperti panas atau deformasi.

Maka dari itu para pengendara mobil atau motor sekalian jangan ngebut-ngebut ya klo di jalan. Keselamatan adalah nomor satu 🙂