2.5 | MOMENTUM

MOMENTUM

  • Momentum linear, p untuk satu objek yang berjisim, m dan bergerak dengan halaju, v ialah hasil darab jisim dan halau.

  • Unit bagi momentum ialah kg m/s.

  • Momentum adalah kuantiti vektor yang sama arah dengan halaju.

  • Jika objek bergerak ke arah kanan yang dianggap memiliki halaju yang positif, maka objek tersebut turut memiliki momentum yang positif.

CONTOH PENGIRAAN MOMENTUM

Contoh:

Seorang pelajar melepas sebiji bola berjisim 3 kg dari ketinggian 15 m. Berapakah momentum bola itu sejurus sebelum terhempas ke atas lantai?


Jawapan:

Untuk mencari momentum, kita perlu tahu jisim dan halaju bola itu sejurus sebelum ia terhempas di atas lantai.

Diberi bahawa jisim bola, m = 3 kg.

Halaju bola tidak diberi secara langsung. Bagaimanapun, kita boleh menentukan halaju bola dengan menggunakan persamaan gerakan dengan pecutan seragam.


Ini ialah gerakan jatuh bebas,

Halaju awal, u = 0

Pecutan, a = pecutan graviti, g = 10 ms-2

Sesaran, s = ketinggian = 15 m.

Halaju akhir = ?


Dengan menggunakan persamaan

v2 = u2 + 2as

v2 = (0)2 + 2(10)(15)

v = 300 ms-1


Momentum bola

p = mv =(3)(300) = 900 kgms-1

prinsip keabadian momentum

  • Prinsip Keabadian Momentum menyatakan bahawa jumlah momentum sebelum perlanggaran adalah sama dengan jumlah momentum selepas perlanggaran.

Jumlah momentum sebelum perlanggaran = Jumlah momentum selepas perlanggaran


  • Prinsip Keabadian Momentum akan dibincangkan dalam dua situasi iaitu perlanggaran dan letupan.

  • Perlanggaran pula terdapat dua jenis iaitu perlanggaran kenyal dan perlanggaran tak kenyal.

m1u1 + m2u2 = m1v1 + m2v2

m1 = jisim jasad pertama

m2 = jisim jasad kedua

u1 = halaju awal jasad pertama

u2 = halaju awal jasad kedua

v1 = halaju akhir jasad pertama

v2 = halaju akhir jasad kedua

  • Tonton video di sebelah untuk lebih memahami berkaitan Prinsip Keabadian Momentum.


PERLANGGARAN

PERLANGGARAN KENYAL

Tenaga kinetik diabadikan.

PERLANGGARAN TAK KENYAL

Tenaga kinetik tidak diabadikan.

CONTOH PENGIRAAN

Soalan 1: Kedua-dua objek bergerak dalam arah yang sama sebelum perlanggaran

Sebuah kereta A berjisim 500 kg bergerak dengan halaju 50 km/j. Ia kemudian berlanggar dengan kereta B yang berjisim 700 kg dan bergerak dengan halaju 25 ms-1 dalam arah yang sama. Jika kereta B bergerak dengan halaju 30 ms-1 akibat daripada hentakan itu, berapakah halaju kereta A sejurus selepas perlanggaran itu?

Jawapan:

m1u1 + m2u2 = m1v1 + m2v2

(500)(50) + (700)(25) = (500)v1 + (700)(30)

42 500 = 500v1 + 21000

500v1 = 21 500

v1 = 43 ms-1

Soalan 2: Kedua-dua objek bergerak dalam arah yang berlawanan sebelum perlanggaran

Sebiji bola 0.50 kg bergerak dengan 8.0 ms-1 berlanggar dengan satu lagi bola 1.0 kg yang bergerak dengan laju 15.0 ms-1 dalam arah yang berlawanan. Bola 0.50kg itu berundur ke belakang dengan laju 18.0 ms-1 selepas perlanggaran. Cari halaju bola yang kedua selepas perlanggaran.

Jawapan:

m1u1 + m2u2 = m1v1 + m2v2

(0.5)(8.0) + (1.0)(-15) = (0.5)(-18) + (1.0)v2

-11 = - 9 + 1v2

v2 = -2 ms-1

Soalan 3: Perlanggaran Tak Kenyal

Seorang angkasawan dengan jisim 90 kg bergerak dengan halaju 6.0 ms-1 bergerak dengan halaju 6 ms-1 dan berlanggar dengan seorang angkasawan lain berjisim 100 kg yang berada dalam keadaan pegun. Berapakah halaju sepunya dua angkasawan itu yang bergerak bersama selepas perlanggaran?

Jawapan:

m1u1 + m2u2 = (m1 + m2) v

(90 x 6) + (100 x 0) = (90 + 100) v

v = 540 / 190

v = 2.8 ms-1

LETUPAN

SEBELUM LETUPAN

Sebelum letupan, kedua-dua objek dalam keadaan pegun dan melekat bersama.

Jumlah momentum sebelum perlanggaran = 0

SELEPAS LETUPAN

Selepas perlanggaran, kedua-dua objek bergerak dalam arah yang bertentangan.

Jumlah momentum selepas perlanggaran:

m1v1 + m2v2

Daripada Prinsip Keabadian Momentum

Jumlah Momentum Sebelum Perlanggaran = Jumlah Momentum Selepas Perlanggaran

0 = m1v1 + m2v2

m1v1 = - m2v2

(tanda negatif menunjukkan objek bergerak dalam arah bertentangan)

CONTOH PENGIRAAN

Seorang lelaki melepaskan satu tembakan daripada satu senapang yang berjisim 4 kg. Jika jisim peluru ialah 0.05 kg dan ia bergerak dengan halaju 100 ms-1 selepas tembakan itu. Cari halaju senapang itu tersentak selepas tembakan.

Jawapan:

Prinsip Keabadian Momentum

0 = m1v1 + m2v2

0 = (4)v1 + (0.05)(100)

4v1 = -5

v1 = - 1.25 ms-1

APLIKASI PRINSIP KEABADIAN MOMENTUM

  • Pelancar roket adalah salah satu contoh letupan di mana apabila objek berada dalam keadaan pegun terpisah kepada dua atau lebih bahagian.

  • Sebelum pelancaran, roket akan berada di tapak pelancar dengan momentum sifar.

  • Selepas pelancaran gas panas akan dipancut keluar dengan halaju yang tinggi dan menyebabkan momentum ke bawah terhasil.

  • Letupan merupakan sistem tertutup, maka ia tidak melibatkan daya luar. Oleh itu, jumlah momentum diabadikan dalam letupan.

Jumlah Momentum Sebelum Perlanggaran = Jumlah Momentum Selepas Perlanggaran

0 = m1v1 + m2v2

m1v1 = - m2v2

VIDEO CONTOH PENGIRAAN momentum

Latihan Momentum

Latihan Perlanggaran Kenyal

Latihan Perlanggaran Tak Kenyal

Latihan Letupan

LATIHAN

Rujukan:
  1. Buku Teks Fizik Tingkatan 4
  2. Buku Rujukan Fizik
  3. Slide Share (Ryan Ko)
  4. Blog Pendidikan Fizik