amali keabadian momentum ipg

 

 

LAPORAN AMALI

Eksperimen 3: Keabadian momentum

Tujuan: 

Untuk membuktikan prinsip keabadian momentum dalam pelanggaran menggunakan pita detik.

Teori:

Terdapat beberapa prinsip yang dipelajari antaranya prinsip keabadian momentum linear. Momentum satu jasad berjisim, m dan bergerak dengan halaju, v ialah suatu kuantiti vektor bermagnitud,m dan pada arah sama dengan arah halaju v. Dalam mekanik, takrif momentum adalah hasil darab jisim dan halaju. Maka, formula untuk momentum adalah:

p= mv

bagi suatu system yang terdiri daripada beberapa jasad masing-masing dengan jisim dan halaju yang berbeza, jumlah momentum system itu ialah hasil tambah vektor momentum jasad-jasad itu. Jika tiada daya luar bertindak keatas suatu system, jumlah momentum linear bagi system itu adalah tetap.

            Jumlah momentum sebelum dilepaskan = jumlah momentum selepas dilepaskan

     0 = m₁v₁ + m₂v₂

Pelanggaran boleh dibahagi kepada dua jenis iaitu pelanggaran kenyal dan pelanggaran tidak kenyal. Suatu pelanggaran dikatakan kenyal jika tenaga kinetiknya terabadi. Dalam pelanggaran tidak kenyal, tenaga kinetik tidak terabadi. Bagaimanpun, tenaga keseluruhan adalah terabadi sama ada dalam pelanggaran kenyal ataupun tak kenyal.

Katakana dua jasad berjisim m₁ dan m₂ bergerak dengan halaju u₁ dan u₂ masing-masing pada suatu garis lurus sebelum pelanggaran. Selepas pelanggaran halaju-halaju jasad itu adalah v₁ dan v₂ masing-masing pada arah sama. Prinsip Keabadian Momentum menyatakan bahawa jumlah momentum sebelum perlanggaran adalah sama dengan jumlah momentum selepas perlanggara. Daripada prinsip keabadian momentum linear,

            Jumlah momentum sebelum pelanggaran = jumlah momentum selepas pelanggaran

m₁u₁ + m₂u₂ = m₁ v₁ + m₂ v₂

jika pelanggaran adalah tidak kenyal,

m₁u₁ + m₂u₂ = v(m₁ + m₂)

p→=mv→{\displaystyle {\vec {p}}=m{\vec {v}}}

Radas/bahan :

Pita detik, kertas karbon, landasan, troli, jangka masa detik, bekalan arus ulang alik, wayar penyambung, dua troli, plastisin (tanah liat

Rajah:

Prosedur:

Pelanggaran tak kenyal

1.    Troli A diletakkan di hujung landasan yang lebih tinggi manakala troli B diletakkan di hujung landasan yang lebih rendah.

2.    Plasticin dilekatkan pada kedua-dua troli itu. Pita detik hanya dilekatkan pada troli A.

3.    Apabila jangka masa detik dibuka, troli A ditolak sedikit supaya bergerak ke bawah landasan dengan halaju seragam dan berlanggar dengan troli B.

4.    Selepas pelanggaran, troli-troli bergerak bersama dan pita detik digunakan untuk menghitung halaju awal troli A sebelum pelanggaran dan halaju sepenuhnya bagi gabungan troli A dan B selepas pelanggaran.

5.    Dengan menganggap jisim setiap troli 2 kg bagi troli A dan 1 kg bagi troli B, momentum sebelum dan selepas pelanggaran dihitung dan dicatatkan dalam jadual.

Rekod dan analisis data:

Pelanggaran tak kenyal

Sebelum pelanggaran			Selepas pelanggaran
Jisim awal, m1 (kg)	Halaju awal, u1 (ms-1)	Jumlah momentum awal, m1u1 (kgms-1)	Jisim akhir, m1 + m2 (kg)	halaju akhir, v (ms-1)	Jumlah momentum akhir, (m1 + m2)v (kgms-1)
2.00	0.81	1.62	2.00+1.00 = 3.00	0.61	1.83

Halaju awal, u₁ =

                     = 0.81 ms^-1

Jumlah momentum awal, m₁u₁ = (2.00 × 0.81)

                                                  = 1.62 kgms^-1

halaju akhir, v =

=0.61 ms^-1

Jumlah momentum akhir = (m1 + m2) v

     = (2 + 1) (0.61)

     = 1.83 kgms^-1

Perbincangan:

Pita detik berdetik 50 titik per saat

= frekuensi 50 Hz (50 titik yang dihasilkan dalam satu saat)

Oleh iti, tempoh, T =

                   =

                               =0.02 s

Setiap 0.02s, satu titik dihasilkan diatas pita.

1.    Plastisin digunakan untuk memastikan troli melekat selepas perlanggaran dan bergerak bersama-sama.

2.    Secara umum, pelanggaran kenyal berlaku kurang sempurna kerana sebahagian tenaga kinetic ditukarkan kepada tenaga bunyi atau haba apabila troli-troli itu berlanggar.

3.    Halaju juga dipengaruhi oleh kecondongan landasan.

Antara cara untuk meningkatkan kejituan dalam eksperimen ini ialah kurangkan geseran pada landasan dengan menggunakan landasan yang licin. Selain itu, memastikan pengiraan selepas menjalankan eksperimen untuk mengira momentum dikira tanpa berlaku ralat dalam pengiraan. Akhir sekali, pastikan tiada daya luar yang mengganggu atau dikenakan pada troli tersebut.

Kesimpulan :

 Kesimpulannya, momentum dapat diabadikan dalam pelanggaran tidak kenyal walaupun terdapat sedikit ralat ketika menjalankan eksperimen. Jumlah momentum awal sebelum pelanggaran antara troli 1(2.00kg) dan troli 2(1.00kg) ialah 1.62 kgms^-1 manakala jumlah momentum untuk selepas pelanggaran ialah 1.83 kgms^-1.

Refleksi:

Dengan menjalankan eksperimen ini, saya mendapati bahawa objek yang bergerak secara linier atau lurus mempunyai keabadian momentum yang sama sebelum dan selepas perlanggaran jika tiada daya luar yang dikenakan. Semasa menjalankan eksperimen ini, langkah  berhati-hati perlu diterapkan ketika mengambil ukuran bagi mengelakkan kesalahan dan ralat. Dengan menjalankan eksperimen ini, saya berasa lebih berkeyakinan untuk menjalankan eksperimen-eksperimen yang akan datang yang melibatkan penggunaan alatan tersebut kerana saya mengetahui cara untuk menggunakan alat pita detik dan pita masa serta dapat mengelakkan  diri daripada melakukan kesalahan untuk mendapatkan ketepatan dalam sesuatu bacaan