Momentum adalah besaran vektor yang menjadi karakteristik seberapa sulit benda bergerak dihentikan. Secara matematis momentuk didefiniskan dari mengalikan massa, m (besaran skalar) kali kecepatan, v (besaranvektor).
Ini berarti bahwa momentum memiliki arah dan arah itu selalu sama dengan kecepatan gerak suatu benda. Variabel yang digunakan untuk mewakili momentum adalah p. Rumus untuk menghitung momentum ditunjukkan di bawah ini. Rumus untuk Momentum:
p = mv
Satuan SI momentum adalah kilogram * meter per detik, atau kg * m / s.
Momentum, seperti kecepatan adalah bersifat relatif. Misal sebuah mobil dengan massa 1.000 kg bergerak pada kecepatan 20 m / s relatif terhadap permukaan jalan raya, dengan arah ke utara. Jika Anda mengemudi mobil, momentum mobil relatif terhadap tubuh Anda adalah nol. Jika Anda berdiri di sisi jalan, momentum mobil relatif terhadap Anda adalah 20.000 kg · m / s ke utara.
Satuan Momentum
Satuan momentum besarnya adalah kilogram meter per detik (kg·m / s atau kg·m·s -1). Atau, gram-sentimeter per detik (g · cm / s atau g · cm · s -1) dapat digunakan untuk mengekspresikan besarnya momentum.
Arah vektor momentum dapat dinyatakan dalam berbagai cara, tergantung pada jumlah dimensi yang terlibat, dan adalah sama dengan arah vektor kecepatan.
Rumus Momentum
Rumus Menghitung Momentum
p = mv (Satuan kg . m/s)
Keterangan :
p = momentum ( kg.m/s )
m = massa benda ( kg )
v = kecepatan benda ( m/s )
Komponen Vektor dan Momentum
Sebagai besaran vektor, momentum dapat dipecah menjadi vektor komponen. Ketika Anda melihat situasi pada kisi koordinat 3 dimensi dengan arah berlabel x, y, dan z, misalnya, Anda dapat berbicara tentang komponen momentum yang berjalan di masing-masing dari tiga arah ini:
px = mvx
py = mvy
pz = mvz
Vektor komponen ini kemudian dapat dibentuk kembali bersama-sama menggunakan teknik matematika vektor, yang mencakup pemahaman dasar trigonometri. Tanpa masuk ke trigonometri spesifik, persamaan vektor dasar ditunjukkan di bawah ini:
p = px + py + pz = mvx + mvy + mvz
Hukum Kekekalan Momentum
Salah satu sifat momentum yang penting dan alasan mengapa begitu penting dalam fisika adalah ia merupakan besaran yang kekal. Artinya, momentum total suatu sistem akan selalu tetap sama, tidak peduli apa pun perubahan yang dilalui sistem (selama tidak ada momentum baru yang dikenakan).
Alasan mengapa hal ini sangat penting adalah momentum memungkinkan para fisikawan membuat pengukuran sistem sebelum dan sesudah perubahan sistem dan membuat kesimpulan tentang hal itu tanpa harus benar-benar mengetahui setiap detail spesifik dari tumbukan itu sendiri.
Pertimbangkan contoh klasik momentum dua bola bilyar yang saling bertabrakan. (Jenis tumbukan ini disebut tumbukan elastis.) Orang mungkin berpikir bahwa untuk mengetahui apa yang akan terjadi setelah tumbukan, seorang fisikawan harus mempelajari dengan cermat peristiwa-peristiwa spesifik yang terjadi selama tumbukan.
Sebenarnya ini bukan masalahnya. Sebagai gantinya, Anda dapat menghitung momentum kedua bola sebelum tumbukan (p1i dan p2i, di mana i adalah “initial”).
Jumlahnya adalah momentum total sistem (sebut saja pT, di mana “T” berarti “total”) dan setelah tumbukan — momentum total akan sama dengan ini, dan sebaliknya. (Momentum keduanya bola setelah tumbukan adalah p1f dan p1f, di mana f berarti “final.”) Ini menghasilkan persamaan:
Persamaan untuk Tumbukan Elastis:
pT = p1i + p2i = p1f + p1f
Jika Anda mengetahui beberapa vektor momentum ini, Anda dapat menggunakannya untuk menghitung nilai yang hilang, dan membangun situasinya.
Dalam contoh dasar, jika Anda tahu bola 1 diam (p1i = 0) dan Anda mengukur kecepatan bola setelah tumbukan dan menggunakannya untuk menghitung vektor momentumnya, p1f dan p2f, Anda dapat menggunakan tiga nilai ini untuk tentukan dengan tepat momentum p2i yang seharusnya. (Anda juga dapat menggunakan ini untuk menentukan kecepatan bola kedua sebelum tumbukan, karena p / m = v.)
Jenis tumbukan lain yang dibicarakan dalam momentum disebut tumbukan tidak elastis, dan ini ditandai oleh fakta bahwa energi kinetik hilang selama tumbukan (biasanya dalam bentuk panas dan suara).
Namun dalam tumbukan ini, momentum bersifat kekal, sehingga momentum total setelah tumbukan sama dengan momentum total, seperti halnya pada tumbukan elastis:
Persamaan untuk tumbukan Inelastik:
pT = p1i + p2i = p1f + p1f
Ketika tumbukan menghasilkan dua benda “saling menempel”, itu disebut tumbukan tidak elastis sempurna, karena jumlah maksimum energi kinetik telah hilang.
Contoh klasiknya adalah menembakkan peluru ke balok kayu. Peluru berhenti di kayu dan dua benda yang bergerak sekarang menjadi satu benda. Persamaan yang dihasilkan adalah:
Persamaan untuk Tabrakan Inelastis Sempurna:
m1v1i + m2v2i = (m1 + m2)vf
Seperti dengan tumbukan sebelumnya, persamaan yang dimodifikasi ini memungkinkan Anda untuk menggunakan beberapa jumlah ini untuk menghitung yang lain. Karena itu, Anda dapat menembak balok kayu, mengukur kecepatan pergerakannya ketika ditembak, dan kemudian menghitung momentum (dan karenanya kecepatan) di mana peluru itu bergerak sebelum tumbukan.
Contoh Soal Momentum
Hasan memiliki badan yang gemuk dengan berat badan 100 kg berlari dengan kecepatan tetap yaitu 108 km/jam. Berapakah momentum dari budi tersebut ?
Penyelesaian :
Diketahui :
m = 100 kg
v = 108 km/jam di konversi ke m/s maka 108000/3600 = 30 m/s
Jawaban :
P = 100 x 30 = 3.000 kg m/s