Momentum: Maksud, Huraian dan Aplikasi Seharian

Apakah itu momentum? Artikel ini akan membincangkan definisi momentum, formula dan aplikasi-nya dalam kehidupan seharian.

Pengenalan

Perhatikan antara dua situasi dimana perlanggaran antara dua buah kereta dan perlanggaran antara kereta dan lori, situasi yang manakah yang lebih teruk? Sudah tentu perlanggaran kereta dan lori bukan? Penjelasannya secara saintifik, konsep antara perlanggaran antara dua situasi di atas dinamakan konsep momentum. 

Definisi momentum

Momentum adalah kuantiti vektor bagi sesuatu objek. Bila kita berkata berkaitan vektor maka ia perlu mempunyai arah pergerakan dan dalam momentum ia bergantung kepada berat objek tersebut dan juga halaju. Semakaim tinggi halaju objek tersebut atau semakin berat objek tersebut, semakin tinggilah momentum yang dihasilkan.

Dalam fizik, konsep ini dapat menerangkan tentang perlanggaran antara dua objek dan formula momentum bagi suatu objek ditakrifkan sebagai hasil darab jisimnya dan halaju sesuatu  jasad.

Formula momentum

Berdasarkan formula di atas, dapat disimpulkan bahawa momentum bagi suatu objek yang mempunyai jisim yang besar seperti lori, kapal dan kenderaan yang besar adalah lebih tinggi berbanding momentum objek bersaiz kecil seperti basikal dan kereta. Berdasarkan formula di atas, dapat disimpulkan bahawa momentum bergantung kepada jisim dan halaju sesuatu objek. 

Perlanggaran

Terdapat dua jenis perlanggaran, perlanggaran elastik (kenyal) dan perlanggaran tidak elastik (tidak kenyal). Perlanggaran elastik berlaku apabila dua objek berlanggar dan berpisah setelah perlanggaran. Perlanggaran tidak elastik berlaku apabila dua objek bergabung dan berhenti atau bergerak bersama dengan halaju sepunya selepas perlanggaran. Dua situasi perlangaran ini disebut sebagai Prinsip Keabadian Momentum.

Prinsip Keabadian Momentum

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

Perlanggaran Kenyal

Contoh situasi mudah, terdapat dua buah kereta di atas jalan raya. Salah satu kereta bergerak laju menghentam kereta yang lebih perlahan di hadapannya. Selepas perlanggaran berlaku, kereta dibelakang ini bergerak semakin terhenti. Kereta di hadapan pula tertolak semakin laju ke hadapan. Perlanggaran ini dinamakan perlanggaran elastik. Formula di bawah bertepatan dengan Prinsip Keabadian Momentum yang menyatakan jumlah momentum sebelum adalah sama dengan jumlah momentum selepas perlanggaran.

Perlanggaran Tidak Kenyal

Perlanggaran tidak kenyal pula membawa maksud dua buah kereta yang berlanggar akan bercantum selepas perlanggaran. Kereta di belakang memecut laju melanggar kereta hadapan. Tetapi selepas perlanggaran, kedua-dua kereta bercantum dan bergerak bersama-sama ke hadapan. Seterusnya, apabila bercantum sudah tentu kedua-dua kereta ini mempunyai halaju yang sama.

Lihat gambar dan formula di bawah. Mengikut prinsip keabadian momentum, jumlah momentum sebelum perlanggaran adalah sama dengan jumlah momentum selepas perlanggaran. Untuk situasi ini selepas perlanggaran (m₁ + m₂) kerana dua kereta telah bercantum. Inilah yang dimaksudkan dengan perlanggaran tidak kenyal.

Aplikasi Momentum Dalam Kehidupan Seharian

1. Senapang/Pistol

Apabila sepucuk pistol ditembak, peluru akan keluar dengan halaju yang sangat tinggi. Ini menghasilkan momentum yang tinggi kearah hadapan. Suatu momentum yang sama tetapi bertentangan arah terhasil dan menyebabkan pistol itu tersentak ke belakang.

2. Pelancaran roket

Sebelum dilancarkan, roket berada dalam keadaan pegun dengan momentum sifar. Campuran bahan api hidrogen dan gas terbakar dalam kebuk pembakaran dan menyebabkan gas panas akan dipancut keluar dengan halaju yang tinggi dan menyebabkan momentum ke bawah terhasil. Dengan prinsip keabadian momentum, suatu momentum yang sama tetapi bertentangan arah dihasilkan dan roket akan meluncur ke atas.

Artikel Berkaitan: Cara Buat Roket Air

3. Bot Berkipas

Kebiasaannya, bot berkipas banyak digunakan dalam kawasan berpaya. Kipas di belakang bot menghasilkan gerakan udara yang berkelajuan sangat tinggi seterusnya menghasilkan momentum yang besar di belakang bot tersebut. Berdasarkan prinsip keabadian momentum, satu momentum yang sama tetapi bertentangan arah terhasil bertindak di bahagian depan bot tersebut. Jadi, bot akan bergerak ke hadapan dengan adanya momentum yang terhasil itu.

4. Pemain Bola Sepak

Pernah melihat penjaga gol menendang bola yang pegun? Penjaga gol akan mengambil beberapa langkah ke belakang dan berlari ke hadapan untuk menendang bola itu. Mengapa dia bertindak sedemikian? Ini kerana bola akan bergerak dengan lebih cepat dan lebih jauh apabila ditendang semasa berlari. Momentum pemain bola sepak yang sedang berlari mempunyai momentum yang besar dan momentumnya dipindahkan kepada bola dan membolehkan bola bergolek dengan laju.

5. Bomba Memegang Hos

Apabila pihak bomba ingin memadamkan kebakaran, mereka menggunakan hos paip yang berat. Dua atau lebih ahli bomba diperlukan di bahagian hadapan hos kerana air yang keluar daripada hos mempunyai momentum yang sangat tinggi ke hadapan untuk mengimbangkan momentum yang terhasil. Jika tidak, ahli bomba akan tersentak ke belakang.

Kesimpulan

Dapat diperhatikan bahawa setiap objek yang bergerak dan mempunyai halaju serta jisim mempunyai momentum. Besar atau kecil momentum sesuatu objek bergantung kepada jisim dan halaju sesuatu objek tersebut. Momentum dan impak momentum boleh dikurangkan.

Kereta direka khas dengan elemen-elemen keselamatan yang sangat banyak contohnya, tali pinggang keledar, beg udara automatik, penyandar kepala dan dashboard yang beralas dengan bahan yang lembut. Selain itu, bahagian hadapan dan belakang kereta yang diperbuat daripada bahan yang mudah remuk juga mengurangkan momentum jika berlaku kemalangan.

Ia dapat meningkatkan masa tindakbalas perlanggaran dan mengurnagkan risiko kecederaan kepada mangsa yang berada dalam kereta. Seterusnya, ciri keselamatan lain yang terdapat pada kenderaan ialah, badan kenderaan diperbuat daripada keluli dan tidak mudah remuk yang dapat mengelakkan penumpang daripada terkena daya dari luar secara terus.   

Rujukan:

1. Malek, Ir. Dr. Latifah, and Choong Li Li. Kuasai Melalui Diagram : FIZIK SPM. Shah Alam, Selangor, Sap Publications (M) Sdn Bhd, 2014.
2. SMK Klebang Besar, P. F. (2017). Fizik Tingkatan 4. Panitiafiziksmkkb
3. Fizik Tingkatan, M. (n.d.). . Nilam Publication. Retrieved February 20, 2021, from yuhuaphysics.

Momentum: Maksud, Huraian dan Aplikasi Seharian Root of Science.