Dalam fisika, tumbukan sangat penting untuk pemahaman kita tentang gerak dan perpindahan energi. Terutama dalam kasus tumbukan bola kecil, apakah energi benar-benar kekal merupakan pertanyaan yang menjadi perhatian banyak siswa dan ilmuwan. Dalam artikel ini, kita akan mengeksplorasi sifat-sifat tumbukan bola dan mencoba menjelaskan mengapa, dalam kondisi ideal, energi kinetik totalnya tetap konstan.
Ketika dua benda bertumbukan secara elastis, energi kinetik totalnya tetap sama sebelum dan sesudah tumbukan. Idealnya, tumbukan tersebut tidak akan mengubah energi kinetik menjadi bentuk energi lain, seperti panas, suara, atau energi potensial. Fenomena ini khususnya terlihat dalam tumbukan partikel mikroskopis, seperti ketika atom bertumbukan.
Pada tingkat mikroskopis, tumbukan antar partikel sebagian besar bersifat elastis, tetapi dalam dunia makroskopis, tumbukan elastis sempurna sulit dicapai.
Misalkan ada dua bola kecil, A dan B, dengan massa masing-masing 3 kg dan 5 kg, dan kecepatan mereka sebelum tumbukan masing-masing adalah 4 m/s dan 0 m/s. Setelah tumbukan, kecepatan A menjadi -1 m/s, sedangkan kecepatan B menjadi 3 m/s. Dalam kasus ini, kita dapat mengamati perubahan energi kinetik setelah tumbukan.
Dalam contoh ini, kita dapat melihat dengan jelas bahwa jumlah energi kinetik kedua bola sebelum dan sesudah tumbukan tidak berubah, yang menegaskan prinsip kekekalan energi.
Hukum kekekalan momentum memberi tahu kita bahwa ketika dua benda bertabrakan, tanpa adanya gaya eksternal, momentum total mereka sama sebelum dan sesudah tumbukan. Dalam tumbukan elastis, selain kekekalan momentum, kita juga dapat mengatakan bahwa energi kinetik total juga kekal. Kita tidak akan menggunakan rumus matematika yang rumit di sini, tetapi akan memahami prosesnya melalui konsep.