SCE1024 Prinsip Keabadian Momentum bagi perlanggaran kenyal, perlanggaran tak kenyal dan letupan By: Atifah Ruzana binti Abd Wahab, PPISMP Sains Ambilan Jun 2014, IPG Kampus Kent Tuaran Sabah

1. ii) Eksperimen Prinsip Keabadian Momentum
TUJUAN
Untuk mengira prinsip keabadian momentum dalam perlanggaran kenyal, perlanggaran tak
kenyal dan letupan.
TEORI
Terdapat suatu prinsip yang amat berguna dalam fizik yang disebut prinsip keabadian
momentum linear. Momentum suatu jasad yang berjisim m dan bergerak dengan halaju v ialah
suatu kuantiti vektor bermagnitud mv dan pada arah yang sama dengan arah halaju v.
Bagi suatu sistem yang terdiri daripada beberapa jasad masing-masing dengan jisim dan
halaju yang berbeza, jumlah momentum sistem itu ialah hasil tambah vektor momentum
jasad-jasad itu. Jika tiada daya luar bertindak keatas suatu sistem, jumlah momentum linear
bagi sistem itu adalah tetap.
Jumlah momentum selepas dilepaskan = jumlah momentum sebelum dilepaskan
m1v1 + m2v2 = 0
Perlanggaran boleh dibahagikan kepada dua jenis iaitu perlanggaran kenyal dan
perlanggaran tidak kenyal. Suatu perlanggaran dikatakan kenyal jika tenaga kinetik nya
terabadi. Dalam perlanggaran tak kenyal, tenaga kinetik tidak terabadi. Bagaimanapun,
tenaga keseluruhan adalah terabadi sama ada dalam perlanggaran kenyal atau tak kenyal.
Katakan dua jasad berjisim m1 dan m2 bergerak dengan halaju u1 dan u2 masing-masingpada
suatu garis lurus sebelum perlanggaran. Selepas perlanggaran halaju-halaju jasad itu adalah
v1 dan v2 masing-masing pada arah yang sama. Daripada prinsip keabadian momentum
linear.
Jumlah momentum selepas perlanggaran = jumlah momentum sebelum perlanggaran
m1v1 + m2v2 = m1u1 + m2u2
Jika perlanggaran adalah kenyal,
Jumlah tenaga kinetik selepas perlanggaran = jumlah tenaga kinetik sebelum perlanggaran
1
2
m1v1
2
+
1
2
m2v2
2
=
1
2
m1u1
2
+
1
2
m2u2
2

2. HIPOTESIS
Momentum diabadikan dalam pelanggaran kenyal, tak kenyal dan letupan.
BAHAN
Pita detik, kertas karbon, plastisin
RADAS
Landasan, dua troli berjisim sama, piston berspring jangka masa detik, bekalan arus ulang
alik, wayar penyambung
PROSEDUR
A. Perlanggaran kenyal
1. Troli A dengan omboh piston diletakkan di hujung landasan yang lebih tinggi manakala
troli B di letakkan di hujung landasan yang lebih rendah. Pita detik dilekatkan pada kedua-dua
troli itu(gambar 1.1).
2. Apabila jangka masa detik dibuka, troli A ditolak sedikit supaya ia boleh bergerak ke
bawah landasan dengan halaju seragam dan berlanggar dengan troli B.
3. Selepas pelanggaran, troli-troli itu bergerak berasingan dan pita detik digunakan untuk
menghitung halaju troli A dan B sebelum dan selepas pelanggaran.

3. 4. Dengan menganggap jisim setiap troli ialah 1kg, momentum sebelum dan selepas
pelanggaran dihitung dan direkodkan dalam jadual 1.1.
B. Perlanggaran tak kenyal
1. Troli A diletakkan di hujung landasan yang lebih tinggi manakala troli B diletakkan di
hujung landasan yang lebih rendah,
2. Plastisin dilekatkan pada kedua-dua troli itu. Pita detik hanya di lekatkan pada troli A.
3. Apabila jangka masa detik dibuka, troli A akan di tolak sedikit supaya ia bergerak ke
bawah landasan dengan halaju seragam dan berlanggar dengan troli B.
4. Selepas perlanggaran, troli-troli bergerak bersama dan pita detik digunakan untuk
menghitung halaju awal troli A sebelum perlanggaran dan halaju sepunya bagi gabungan troli
A dan B selepas perlanggaran.
5. Dengan menganggap jisim setiap troli ialah 1kg, momentum sebelum dan selepas
perlanggaran dihitung dan dicatatkan dalam jadual 1.2.

4. C. Letupan
1. Troli A dann B dirapatkan di atas satu permukaan yang rata dan piston berspring
dalam troli A dimampat.
2. Pin pelepas pada troli A diketuk perlahan-lahan untuk mengeluarkan piston berspring
yang memisahkan troli-troli. Troli-troli berlanggar dengan bongkah kayu.
3. Dengan menganggap jisim setiap troli ialah 1kg, momentum sebelum dan selepas
letupan dihitung dan dicatatkan dalam jadual 1.3.
KEPUTUSAN
A. Perlanggaran kenyal
Sebelum perlanggaran Selepas perlangggaran
Jisim troli
A, mA
(kg)
Jisim troli
B, mB
(kg)
Halaju
awal troli
A, uA (ms-
1
)
Jumlah
momentum
awal, mAuA
(kgms-1
)
Halaju akhir
troli A, vA
(ms-1
)
Halaju akhir
troli B, vB
(ms-1
)
Jumlah momentum
akhir, mAvA+mBvB
(kgms-1
)
1 1 3.25 3.25 1.00 2.10 2.40
Jadual 1.1

5. 1. Piston berspring digunakan untuk memisahkan troli-troli selepas perlanggaran.
2. Secara umum, perlanggaran adalah perlanggaran kenyal yang bukan sempurna
kerana sebahagian tenaga kinetic ditukarkan kepada bunyi atau haba apabila troli-troli
berlanggar.
3. Jadual 1.1 menunjukkan jumlah momentum sebelum perlanggaran = jumlah
momentum selepas perlanggaran.
B. Perlanggaran tak kenyal
Sebelum pelanggaran Selepas pelanggaran
Jisim
awal, mA
(kg)
Halaju awal,
u (ms-1
)
Jumlah
momentum
awal, mAu
(kgms-1
)
Jisim akhir,
mA+mB (kg)
Halaju akhir,
v (ms-1
)
Jumlah momentum
akhir, (mA+mB)v
(kgms-1
)
1 2.15 2.15 1+1=2 1.00 2.00
Jadual 1.2
1. Plastisin digunakan untuk melekatkan troli-troli selepas perlanggaran.
2. Secara umum,perlanggaran itu adalah perlanggaran tak kenyal yang bukan sempurna
kerana sebahagian tenaga kinetic ditukarkan kepada bunyi atau haba apabila troli-troli
berlanggar.
3. Jadual 1.2 menunjukkan jumlah momentum sebelum perlanggaran = jumlah
momentum selepas perlanggaran.
C. Letupan
Sebelum
letupan
Selepas letupan
Jumlah
momentum
awal, ρ (kgms-1
)
Jisim troli
A, mA (kg)
Jisim troli B,
mB (kg)
Halaju troli A,
-dA (ms-1
)
Halaju troli B,
dB (ms-1
)
Jumlah
momentum
akhir, mA(-
dA)+mBdB (kgms-
1
)
0 1 1 2.90 2.80 0
Jadual 1.3
1. Jumlah momentum selepas letupan = 0 kerana troli-troli tidak bergerak.
2. Jumlah momentum selepas letupan = mA(-dA)+mBdB .
3. Jadual 1.3 menunjukkan bahawa mA(-dA)+mBdB = 0. Oleh sebab itu, jumlah
momentum sebelum letupan = jumlah momentum selepas letupan.

6. PERBINCANGAN
Pita detik berdetik 50 titik per saat
= frekuensi 50 Hz (50 titik yang dihasilkan dalam 1 saat)
Oleh itu, tempoh, T =
1
𝑓
=
1
50
= 0.02s
Setiap 0.02s, satu tikik dihasilkan diatas pita.
1. Piston berspring digunakan untuk memisahkan troli-troli selepas perlanggaran
2. Secara umum, perlanggaran adalah perlanggaran kenyal yang bukan sempurna
sebahagian tenaga kinetik ditukarkan kepada tenaga bunyi atau haba apabila troli-troli
itu berlanggar.
3. Halaju dipengaruhi dengan kecondongan landasan.
4. Jumlah momentum sebelum perlanggaran = jumlah momentum selepas perlanggaran.
5. Namun, semasa melaksanakan eksperimen berlaku ralat dalam pengiraan.
KESIMPULAN
Hipotesis diterima. Momentum diabadikan dalam pelanggaran kenyal, tak kenyal dan letupan.