Ang momentum ay isang pagsukat ng masa sa paggalaw. Ang anumang bagay na gumagalaw ay may momentum. Tulad ng tinukoy ni Newton, ang momentum ng isang bagay (p) ay ang produkto ng masa (m) at bilis (v) ng bagay. Sa physics, ang momentum ng isang bagay ay katumbas ng mass times sa velocity.
Karaniwan, ang momentum ay pinaikli gamit ang letrang "p" na ginagawa ang equation na parang:
kung saan ang p ay ang momentum, ang m ay ang masa at ang v ay ang bilis
Mula sa equation na ito, makikita natin na ang bilis ng bagay at ang masa ay may pantay na epekto sa dami ng momentum.
Mas marami tayong momentum kapag tumatakbo kaysa sa paglalakad. Katulad nito, kung ang isang kotse at bisikleta ay naglalakbay sa kalye sa parehong bilis, ang kotse ay magkakaroon ng mas maraming momentum (dahil sa mas mataas na masa nito).
Ang momentum ay maaaring ituring na kapangyarihan kapag ang isang bagay ay gumagalaw iyon ay upang sabihin kung gaano kalaki ang puwersa nito sa isa pang bagay. Halimbawa, ang bowling ball (malaking masa) na itinulak nang napakabagal (mababang tulin) ay maaaring tumama sa salamin na pinto at hindi ito masira, habang ang baseball (maliit na masa) ay maaaring ihagis nang mabilis (mataas na tulin) at masira ang parehong bintana. Ang baseball ay may mas malaking momentum kaysa sa bowling ball. Dahil ang momentum ay produkto ng masa at ang bilis ay nakakaapekto sa momentum ng isang bagay. Gaya ng ipinapakita, ang isang bagay na may malaking masa at mababang bilis ay maaaring magkaroon ng parehong momentum bilang isang bagay na may maliit na masa at malaking tulin. Ang bala ay isa pang halimbawa kung saan napakataas ng momentum, dahil sa pambihirang bilis.
Ang momentum ay isang dami ng vector. Ang dami ng vector ay isang dami na ganap na inilalarawan ng parehong magnitude at direksyon. Upang ganap na mailarawan ang momentum ng isang 5 kg na bowling ball na gumagalaw pakanluran sa bilis na 2m/s, dapat naming isama ang impormasyon tungkol sa parehong magnitude at direksyon ng bowling ball. Hindi sapat na sabihin na ang bola ay may 10 kg m/s ng momentum; ang momentum ng bola ay hindi ganap na inilarawan hanggang sa maibigay ang impormasyon tungkol sa direksyon nito. Ang direksyon ng momentum vector ay pareho sa direksyon ng bilis ng bola. Ang direksyon ng velocity vector ay kapareho ng direksyon kung saan gumagalaw ang isang bagay. Kung ang bowling ball ay gumagalaw pakanluran, ang momentum nito ay ganap na mailalarawan sa pamamagitan ng pagsasabi na ito ay 10 kg m/s pakanluran. Bilang isang vector quantity, ang momentum ng isang bagay ay ganap na inilalarawan ng parehong magnitude at direksyon. Ang direksyon ng momentum ay ipinapakita ng isang arrow o vector.
Ang unit ng momentum ay kg m/s (kilogram meter per second) o N s (Newton second).
Impulse - Ang Impulse ay ang pagbabago sa momentum na dulot ng isang bagong puwersa; ang puwersang ito ay tataas o babawasan ang momentum depende sa direksyon ng puwersa; patungo o palayo sa bagay na gumagalaw noon. Kung ang bagong puwersa (N) ay papunta sa direksyon ng momentum ng bagay (x), ang momentum ng x ay tataas; samakatuwid kung ang N ay papunta sa object x sa tapat na direksyon, ang x ay bumagal at ang momentum nito ay bababa.
Sa pag-unawa sa konserbasyon ng momentum, ang direksyon ng momentum ay mahalaga. Ang momentum sa isang system ay idinaragdag gamit ang vector addition. Sa ilalim ng mga patakaran ng pagdaragdag ng vector, ang pagdaragdag ng isang tiyak na halaga ng momentum kasama ang parehong dami ng momentum na papunta sa tapat na direksyon ay nagbibigay ng kabuuang momentum na zero. Halimbawa, kapag nagpaputok ng baril, isang maliit na masa (ang bala) ang gumagalaw nang napakabilis sa isang direksyon. Ang isang mas malaking masa (ang baril) ay gumagalaw sa kabaligtaran na direksyon sa mas mabagal na bilis. Ang pag-urong ng baril ay dahil sa konserbasyon ng momentum. Ang baril ay gumagalaw pabalik sa mas mababang bilis kaysa sa bala dahil sa mas malaking masa nito. Ang momentum ng bala at ang momentum ng baril ay eksaktong magkapareho sa laki ngunit magkasalungat ang direksyon. Ang paggamit ng vector addition upang idagdag ang momentum ng bala sa momentum ng baril (katumbas ng laki ngunit kabaligtaran ng direksyon) ay nagbibigay ng kabuuang momentum ng system na zero. Ang momentum ng sistema ng bala ng baril ay napanatili.
Kapag nagkabanggaan ang dalawang bagay, tinatawag itong banggaan. Sa physics, ang banggaan ay hindi kailangang magsangkot ng isang aksidente (tulad ng dalawang sasakyan na nagkabanggaan), ngunit maaaring maging anumang kaganapan kung saan ang dalawa o higit pang gumagalaw na bagay ay nagpuwersa sa isa't isa sa loob ng maikling panahon.
Mayroong dalawang uri ng banggaan – elastic at inelastic
Ang isang nababanat na banggaan ay isa kung saan walang kinetic energy ang nawawala. Ang elastic collision ay nangyayari kapag ang dalawang bagay ay "tumalbog" kapag sila ay nagbanggaan.
Ang inelastic collision ay isa kung saan nawala ang ilan sa kinetic energy ng mga nagbabanggaang katawan. Ito ay dahil ang enerhiya ay na-convert sa isa pang uri ng enerhiya tulad ng init o tunog. Ang hindi elastikong banggaan ay nangyayari kapag ang dalawang bagay ay nagbanggaan at hindi tumalbog palayo sa isa't isa.
Mga halimbawa:
Ang isang mahalagang teorya sa pisika ay ang batas ng konserbasyon ng momentum. Inilalarawan ng batas na ito kung ano ang nangyayari sa momentum kapag nagbanggaan ang dalawang bagay. Ang batas ay nagsasaad na kapag ang dalawang bagay ay nagbanggaan sa isang saradong sistema, ang kabuuang momentum ng dalawang bagay bago ang banggaan ay kapareho ng kabuuang momentum ng dalawang bagay pagkatapos ng banggaan. Ang momentum ng bawat bagay ay maaaring magbago, ngunit ang kabuuang momentum ay dapat manatiling pareho.
Halimbawa, kung ang isang pulang bola na may mass na 10 kg ay naglalakbay sa silangan sa bilis na 5m/s at nabangga ang isang asul na bola na may mass na 20 kg na naglalakbay pakanluran sa bilis na 10 m/s, ano ang resulta ?
Una naming tinutukoy ang momentum ng bawat bola bago ang banggaan:
Pulang bola = 10 kg * 5 m/s = 50 kg m/s silangan
Asul na bola = 20 kg * 10 m/s = 200 kg m/s kanluran
Ang resultang momentum ay parehong bola = 150 kg m/s kanluran
Tandaan: Ang isang bagay na nakatayo ay may momentum na 0 kg m/s.
Ang momentum na tinalakay natin sa itaas ay higit sa lahat Linear momentum. Ito ay pare-pareho sa aming pag-unawa sa momentum - ang isang malaki, mabilis na gumagalaw na bagay ay may mas malaking momentum kaysa sa isang mas maliit, mas mabagal na bagay. Ang linear na momentum ay ipinahayag bilang p = mv
Ayon sa Prinsipyo ng Pag-iingat ng Linear Momentum, sa kawalan ng mga panlabas na puwersa, ang kabuuang momentum ng isang sistema ay hindi nagbabago. Ang momentum ng mga indibidwal na bahagi ay maaaring, at kadalasang nagbabago, ngunit ang kabuuang momentum ng system ay nananatiling pare-pareho.
Ngunit ano ang tungkol sa mga bagay na gumagalaw sa isang bilog? Lumalabas na hindi natin lubos maisip ang angular momentum sa parehong paraan. Ang angular momentum ay ang momentum ng isang bagay na umiikot o nasa isang pabilog na paggalaw at katumbas ng produkto ng moment of inertia at ang angular velocity. Ang angular momentum ay sinusukat sa kilo meters squared per second.
Ang umiikot na katawan ay may inertia na nauugnay dito na tinatawag na moment of inertia. Ang sandali ng pagkawalang-galaw ay parang masa sa linear na momentum dahil ito ang paglaban sa pagbabago sa bilis ng pag-ikot kapag ang isang metalikang kuwintas (paikot na katumbas ng puwersa) ay inilapat.
Ang sandali ng pagkawalang-galaw ay nakasalalay sa:
Ang angular momentum ay ipinahayag bilang L = Iω. Ang equation na ito ay isang analog sa kahulugan ng linear momentum bilang p = mv. Ang mga yunit para sa linear na momentum ay kg m/s habang ang mga yunit para sa angular na momentum ay kg m2/s. Gaya ng inaasahan natin, ang isang bagay na may malaking moment of inertia I, tulad ng Earth, ay may napakalaking angular momentum. Ang isang bagay na may malaking angular velocity ω, tulad ng isang centrifuge, ay mayroon ding medyo malaking angular na momentum.
Ang konserbasyon ng angular na momentum ay nagpapaliwanag ng maraming phenomena. Ang kabuuang angular na momentum ng isang sistema ay nananatiling hindi nagbabago kung walang panlabas na torque na kumikilos dito. Ang bilis ng pag-ikot ay maaaring magbago sa pamamagitan lamang ng pagbabago ng sandali ng pagkawalang-galaw.
Ang isang halimbawa ng konserbasyon ng angular momentum ay kapag ang isang ice skater ay nagsasagawa ng spin. Ang net torque sa kanya ay napakalapit sa zero, dahil medyo maliit ang friction sa pagitan ng kanyang mga skate at ng yelo, at dahil ang friction ay napakalapit sa pivot point. Dahil dito, maaari siyang umikot nang medyo matagal. May magagawa rin siya. Maaari niyang pataasin ang kanyang bilis ng pag-ikot sa pamamagitan ng paghila ng kanyang mga braso at binti papasok. Bakit ang paghila sa kanyang mga braso at binti ay nagpapataas ng kanyang bilis ng pag-ikot? Ang sagot ay ang kanyang angular momentum ay pare-pareho dahil sa neg torque sa kanyang negligibly maliit. Ang kanyang bilis ng pag-ikot ay tumataas nang husto kapag hinila niya ang kanyang mga braso, na binabawasan ang kanyang sandali ng pagkawalang-galaw. Ang trabahong ginagawa niya sa paghila sa kanyang mga braso ay nagreresulta sa pagtaas ng rotational kinetic energy.
Mayroong ilang iba pang mga halimbawa ng mga bagay na nagpapataas ng kanilang bilis ng pag-ikot dahil may isang bagay na nakabawas sa kanilang moment of inertia. Ang mga buhawi ay isang halimbawa. Ang mga sistema ng bagyo na lumilikha ng mga buhawi ay dahan-dahang umiikot. Kapag ang radius ng pag-ikot ay lumiit, kahit na sa isang lokal na rehiyon, angular velocity ay tumataas, minsan sa galit na galit na antas ng isang buhawi. Ang lupa ay isa pang halimbawa. Ang ating planeta ay ipinanganak mula sa isang malaking ulap ng gas at alikabok, na ang pag-ikot ay nagmula sa kaguluhan sa isang mas malaking ulap. Ang mga puwersa ng gravity ay naging sanhi ng pag-ikli ng ulap, at ang bilis ng pag-ikot ay tumaas bilang isang resulta.
Sa kaso ng paggalaw ng tao, hindi aasahan ng isang tao na mapangalagaan ang angular na momentum kapag ang isang katawan ay nakikipag-ugnayan sa kapaligiran habang ang paa nito ay tumutulak sa lupa. Ang mga astronaut na lumulutang sa kalawakan ay walang angular na momentum na nauugnay sa loob ng barko kung sila ay hindi gumagalaw. Ang kanilang mga katawan ay patuloy na magkakaroon ng zero na halaga kahit paano sila umikot hangga't hindi nila tinutulak ang kanilang sarili sa gilid ng sisidlan.
