Diantara kita pasti pernah bermain dengan bola tenis atau bola bekel, tentu kita merasa senang saat bermain dengan kedua benda tersebut, perasaan senang tersebut karena kedua bola tersebut bisa memantul, kenapa benda tersebut atau benda-benda yang terbuat dari karet bisa memantul berikut penjelasannya.
Apa yang Membuat Karet Elastis?
Elastisitas mengacu pada kemampuan/kecepatan dimana material kembali ke bentuk semula setelah dikompres atau direntangkan. Karet terbuat dari ikatan panjang karbon yang melekat pada berbagai titik sepanjang panjangnya terhadap senar karbon lainnya. Dengan demikian, karet memiliki ikatan molekul yang sangat kuat. Rantai
molekul karet yang panjang secara fisik dapat memutar di sekitar ikatan
kimia yang menahannya, yang menghasilkan sifat fleksibilitas. Ini membantu karet untuk sesaat merusak bentuknya tanpa putus. Karena rantai molekul saling terkait, karet dapat dengan cepat kembali ke bentuk aslinya setelah deformasi.
Ilmu Fisika Pada Benda Jatuh
Apapun benda yang diangkat dari tanah dan diangkat ke ketinggian tertentu, melakukan pekerjaan yang melawan bobot benda, akan menyimpan energi
gravitasi potensial. Bila benda - dalam hal ini bola karet ilepaskan dan jatuh ke tanah, gaya gravitasi yang bekerja pada bola
menyebabkannya berakselerasi, mengubah energi potensial menjadi energi
kinetik. Tepat sebelum bola bertabrakan dengan permukaan, semua energi potensial diubah menjadi energi kinetik.
Pada
tingkat molekuler, saat bola bersentuhan dengan permukaan tanah atau
dinding, helai molekul bola dikompres atau tergencet oleh gaya ke bawah
yang bekerja di atasnya, ditambah dengan gaya ke atas yang diberikan
oleh tanah. Bola berubah bentuk dari lingkaran ke oval. Saat bola berubah bentuk, gaya yang dihasilkan oleh ikatan, yang memegang berbagai helai karet bersama-sama, menjadi lebih besar.
Perubahan Setelah Benturan
Setelah terkena benturan, bola berhenti tiba-tiba, namun masih memiliki sejumlah besar energi kinetik. Beberapa
jumlah energi yang mengandung bola diserap oleh permukaan, namun yang
tersisa harus pergi ke suatu tempat, sehingga tersimpan sebagai energi
elastis. Sekali lagi pada tingkat molekuler, gaya ke bawah
pada untai menurun, sementara gaya yang diberikan oleh ikatan meningkat, yang menghasilkan untaian yang mendapatkan kembali bentuk
aslinya. Butuh waktu yang sangat singkat untuk
bola sampai berhenti total, setelahenergi elastis bola dilepaskan
dan bola memberlakukan kekuatan di lapangan. Ada kekuatan yang sama dan berlawanan pada bola ke arah atas (Hukum Ketiga Newton), yang membuatnya terpental. Konversi energi elastis ke kinetik membuatnya meningkat terhadap tanah. Dengan kata lain, bola memantul kembali ke udara.
Dalam kasus bola plastik atau logam, materialnya tidak elastis, meski memiliki jumlah energi kinetik yang sama. Permukaan
yang dipukul bola akan menyerap sebagian besar energi pada benturan dan
karena materialnya tidak elastis, maka tidak akan dikompres atau
dibentuk ulang, yang akan memberikan jumlah kekuatan yang dibutuhkan
untuk bangkit (bouncing). Juga, pengalihan energi kinetik
ke permukaan dinding akan menyebabkan penyok atau lubang di dinding,
karena kekuatannya tidak ada lagi yang bisa dilakukan.
Permukaan juga penting. Jika
bola karet yang sama dipantulkan dari karpet, bola tidak akan naik atau
terpental setinggi saat melambung di tanah yang kokoh. Waktu
yang dibutuhkan agar bola bisa beristirahat lebih lama, karena
kompresibilitas karpet, yang berarti lebih banyak gaya dipindahkan ke
karpet, sehingga sedikit memaksa untuk "memantul kembali".
Labels: fisika
