Momentum

Templat:Infobox physical quantity Templat:Sidebar with collapsible lists

Dalam fisika, momentum atau pusa adalah besaran yang berhubungan dengan kecepatan dan massa suatu benda.

Momentum dalam mekanika klasik

Dalam mekanika klasik, momentum (dilambangkan dengan P) ditakrifkan sebagai hasil perkalian dari massa dan kecepatan, sehingga menghasilkan vektor.

Momentum suatu benda (P) yang bermassa m dan bergerak dengan kecepatan v diartikan sebagai::

𝐏 = m 𝐯

Massa merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor. Perkalian antara besaran skalar dengan besaran vektor akan menghasilkan besaran vektor. Jadi, momentum merupakan besaran vektor. Momentum sebuah partikel dapat dipandang sebagai ukuran kesulitan untuk mendiamkan benda. Sebagai contoh, sebuah truk berat mempunyai momentum yang lebih besar dibandingkan mobil yang ringan yang bergerak dengan kelajuan yang sama. Gaya yang lebih besar dibutuhkan untuk menghentikan truk tersebut dibandingkan dengan mobil yang ringan dalam waktu tertentu. (Besaran mv kadang-kadang dinyatakan sebagai momentum linier partikel untuk membedakannya dari momentum angular).

Hukum kekekalan momentum

Sama seperti energi, dalam kondisi tertentu, momentum suatu sistem akan kekal atau tidak berubah. Untuk memberikan pemahaman mengenai hal tersebut, maka akan digunakan konsep Pusat Massa. Misal jika ada sebuah sistem yang terdiri dari beberapa benda dengan massa $𝐦_{𝟏}, 𝐦_{𝟐}, . . . . . .$ bergerak dengan kecepatan masing-masing adalah $𝐯_{𝟏}, 𝐯_{𝟐}, . . . . . .$ , maka kecepatan pusat massa sistem tersebut adalah:

𝐯_{𝐜 𝐦} = \frac{\sum m_{i} 𝐯_{i}}{\sum m_{i}} .

Dan jika sistem tersebut bergerak dengan dipercepat dengan percepatan masing-masing adalah $𝐚_{𝟏}, 𝐚_{𝟐}, . . . . . .$ , maka percepatan pusat massa sistem tersebut adalah:

𝐚_{𝐜 𝐦} = \frac{\sum m_{i} 𝐚_{i}}{\sum m_{i}} .

Sekarang jika benda-benda tersebut masing-masing diberi gaya $𝐅_{𝟏}, 𝐅_{𝟐}, . . . . . .$ , maka benda-benda tersebut masing-masing memiliki percepatan:

𝐚_{𝐢} = \frac{𝐅_{𝐢}}{m_{i}} .

Sehingga percepatan pusat massa sistem dapat dinyatakan sebagai:

𝐚_{𝐜 𝐦} = \frac{\sum 𝐅_{i}}{\sum m_{i}} .

Notasi $\sum 𝐅_{i} .$ merupakan notasi yang menyatakan resultan gaya yang bekerja pada sistem tersebut. Jika resultan gaya yang bekerja pada sistem bernilai nol ( $\sum 𝐅_{i} = 0$ ), maka sistem tersebut tidak dipercepat ( $\sum 𝐚_{i} = 0$ ). Jika sistem tidak dipercepat, artinya kecepatan pusat massa sistem tersebut konstan ( $𝐯_{𝐜 𝐦} = c o n s t a n t$ ). Jadi dapat disimpulkan bahwa:

\sum m_{i} 𝐯_{i} = c o n s t a n t .

Notasi di atas merupakan notasi dari hukum kekekalan momentum. Jadi total momentum suatu sistem akan selalu kekal hanya jika resultan gaya yang bekerja pada sistem tersebut bernilai nol.

Asas

Asas impuls-momentum

Asas impuls-momentum merupakan suatu asas fisika yang menyatakan bahwa perubahan momentum suatu benda sama dengan impuls yang berlaku pada rentang waktu tertentu. Kegunaan dari asas ini ialah untuk menghitung gaya total yang bekerja pada suatu benda dan kaitannya dengan momentum. Asas impuls-momentum mengatasi kekurangan perhitungan menggunakan metode energi atau fungsi waktu. Kekurangan hukum kedua Newton dalam kasus-kasus tertentu juga dapat diatasi menggunakan asas ini, karena asas ini merupakan pengembangan dari hukum kedua Newton. Operasi matematika yang digunakan dalam asas impuls-momentum adalah integral. Asas ini umumnya digunakan pada perhitungan gaya yang bekerja pada benda yang mengalami tumbukan.^[1]