momentumsverandering

Momentumsverandering is de verandering in de lineaire momentum van een voorwerp tijdens een proces. De lineaire momentum p is p = m v, waarbij m de massa en v de snelheid is. Voor een voorwerp met constante massa geldt Δp = p_f − p_i = m(v_f − v_i). Momentum is een vector en de verandering ervan heeft dezelfde richting als de verandering van snelheid.

De verandering in momentum wordt gegeven door de impuls, J, die op het voorwerp inwerkt over een tijdsinterval Δt: J = ∫ F dt. Bij een constante kracht F is J = F Δt en dus Δp = F Δt. Dit wordt de impulstheorema genoemd; de som van krachten die op een voorwerp inwerken bepaalt de totale verandering van momentum.

In een afgesloten systeem blijft de totale momentum constant. De veranderingen van momentum van individuele objecten zijn onderling tegengesteld. Dit leidt tot de wet van behoud van momentum: de som van p blijft constant. Bij botsingen blijft de totale momentum van alle betrokken voorwerpen behouden, ook al kunnen afzonderlijke p veranderen. Het onderscheid tussen elastische en inelastische botsingen betreft de verdeling van energie, maar de totale momentum blijft gelijk.

Toepassingen en voorbeelden omvatten onder meer een bewegend voorwerp dat wordt tegengehouden, een raket die door het uitwerpen van brandstof momentum aan de rest van het systeem geeft, en sportmatige interactions waarbij botsingen en invloed van krachten op momentum centraal staan. Momentumsverandering is een fundamenteel concept bij de analyse van krachten, botsingen en raketpropulsie.