Isi
Dari mengayunkan pendulum ke bola yang bergulir menuruni bukit, momentum berfungsi sebagai cara yang berguna untuk menghitung sifat fisik benda. Anda dapat menghitung momentum untuk setiap objek yang bergerak dengan massa yang ditentukan. Terlepas dari apakah itu sebuah planet di orbit di sekitar matahari atau elektron bertabrakan satu sama lain dengan kecepatan tinggi, momentum selalu merupakan produk dari massa dan kecepatan objek.
Hitung Momentum
Anda menghitung momentum menggunakan persamaan
p = mvdi mana momentum hal diukur dalam kg m / s, massa m dalam kg dan kecepatan v dalam m / s. Persamaan untuk momentum dalam fisika ini memberi tahu Anda bahwa momentum adalah vektor yang menunjuk ke arah kecepatan suatu objek. Semakin besar massa atau kecepatan suatu benda yang bergerak, semakin besar momentumnya, dan rumus ini berlaku untuk semua skala dan ukuran benda.
Jika sebuah elektron (dengan massa 9,1 × 10 −31 kg) bergerak pada 2,18 × 106 m / s, momentumnya adalah produk dari kedua nilai ini. Anda dapat mengalikan massa 9,1 × 10 −31 kg dan kecepatan 2,18 × 106 m / s untuk mendapatkan momentum 1,98 × 10 −24 kg m / s. Ini menggambarkan momentum elektron dalam model atom hidrogen Bohr.
Ubah Momentum
Anda juga dapat menggunakan rumus ini untuk menghitung perubahan momentum. Perubahan momentum Δp ("delta p") diberikan oleh perbedaan antara momentum pada satu titik dan momentum pada titik lain. Anda dapat menulis ini sebagai Δp = m1v1 - m2v2 untuk massa dan kecepatan di titik 1 dan massa dan kecepatan di titik 2 (ditunjukkan oleh subskrip).
Anda bisa menulis persamaan untuk menggambarkan dua atau lebih objek yang bertabrakan satu sama lain untuk menentukan bagaimana perubahan momentum mempengaruhi massa atau kecepatan objek.
Konservasi Momentum
Dalam banyak cara yang sama mengetuk bola di kolam melawan satu sama lain mentransfer energi dari satu bola ke bola berikutnya, benda-benda yang bertabrakan satu sama lain mentransfer momentum. Menurut hukum kekekalan momentum, momentum total suatu sistem dilestarikan.
Anda dapat membuat formula momentum total sebagai jumlah momen untuk objek sebelum tumbukan, dan mengatur ini sama dengan total momentum objek setelah tumbukan. Pendekatan ini dapat digunakan untuk memecahkan sebagian besar masalah dalam fisika yang melibatkan tabrakan.
Contoh Konservasi Momentum
Ketika berhadapan dengan kekekalan masalah momentum, Anda mempertimbangkan keadaan awal dan akhir dari masing-masing objek dalam sistem. Keadaan awal menggambarkan keadaan objek sesaat sebelum tabrakan terjadi, dan keadaan akhir, tepat setelah tabrakan.
Jika 1.500 kg mobil (A) dengan bergerak pada 30 m / s di +x arah menabrak mobil lain (B) dengan massa 1.500 kg, bergerak 20 m / s di -x arah, pada dasarnya menggabungkan dampak dan terus bergerak setelah itu seolah-olah mereka adalah massa tunggal, apa yang akan menjadi kecepatan mereka setelah tabrakan?
Dengan menggunakan konservasi momentum, Anda dapat mengatur total momentum awal dan akhir dari tabrakan sama satu sama lain halTi = halTf _atau _pSEBUAH + halB = halTf untuk momentum mobil A, halSEBUAH dan momentum mobil B, halB. Atau secara penuh, dengan mdigabungkan sebagai total massa mobil gabungan setelah tabrakan:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {gabungan} v_fDimana vf adalah kecepatan akhir dari mobil gabungan, dan subskripsi "i" berarti kecepatan awal. Anda menggunakan −20 m / s untuk untuk kecepatan awal mobil B karena bergerak di -x arah. Membagi melalui mdigabungkan (dan membalikkan untuk kejelasan) memberi:
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {gabungan}}Dan akhirnya, menggantikan nilai-nilai yang diketahui, mencatat itu mdigabungkan adalah secara sederhana mSEBUAH + mB, memberi:
begin {aligned} v_f & = frac {1500 {kg} × 30 {m / s} + 1500 {kg} × -20 {m / s}} {(1500 + 1500) {kg} } & = frac {45000 {kg m / s} - 30000 {kg m / s}} {3000 {kg}} & = 5 {m / s} end {aligned}Perhatikan bahwa meskipun massa yang sama, fakta bahwa mobil A bergerak lebih cepat daripada mobil B berarti massa gabungan setelah tabrakan terus bergerak di +x arah.