Bergerak = Momentum

Mana-mana yang sudah melalui alam persekolahan menengah, mesti kebanyakan antara anda semua pernah berhadapan dengan pengalaman belajar subjek FIZIK di sekolah. Antara subjek “kegemaran”. Buku mujarab untuk dibaca sebelum masuk tidur. Hehe.

Bila sebut fizik, kita bercakap tentang mekanik. Dalam kehidupan seharian kita, aktiviti fizikal tidak lari dengan penjelasan mekanik yakni berkaitan dengan cara kita menjalankan aktiviti fizikal tersebut. Contohnya kalau kita nak mencapai barang yang terletak tinggi atas almari, kita mungkin perlu melompat;

Mengapa kita melompat? Untuk mencapai jarak tegak yang lebih tinggi. Bagaimana kita melompat? Melakukan pergerakan pliometrik untuk menjana daya sebanyak mungkin dalam jarak tegak tersebut, dalam tempoh masa yang minimal (kuasa). Dengan cara ini juga, melompat juga digunakan untuk menghasilkan perubahan momentum dan mengatasi inersia badan kita (lebih lanjut mengenai inersia, boleh baca disini).

Dalam artikel sebelum ini, saya telah bercerita mengenai inersia. Dalam artikel kali ini, saya akan berkongsi pula mengenai impuls dan momentum. Ketiga-tiga inersia, momentum dan impuls adalah berkait rapat. Saya cuba mengolah artikel ini dalam bahasa yang mudah supaya semua pembaca boleh faham, okay?

Momentum (p) adalah produk jisim dan halaju bergerak sesuatu objek. Impuls adalah produk daya dan tempoh masa ketika daya itu bertindak keatas sesuatu objek.

p = m x V

Impuls = F x dt = m (dV/dt) x dt

           = m (V_akhir – V_awal)

           = p_akhir – p_awal

Hubungan antara inersia, impuls dan momentum boleh dilihat di sini. Untuk mengatasi inersia objek, Daya (F) yang dikenakan keatas objek tersebut dalam tempoh masa (dt) menyebabkan perubahan momentum (p_akhir – p_awal) objek itu (impuls, menuruti hukum gerakan Newton kedua iaitu kadar perubahan momentum objek adalah berkadar terus dengan daya yang bertindak keatas objek tersebut (Untuk mengetahui kesemua tiga hukum gerakan Newton, boleh baca disini).

Berdasarkan formula impuls dan momentum diatas, perubahan momentum adalah disebabkan samada perubahan jisim (m) atau halaju (v) (atau kedua-dua) sesuatu objek. Dalam aktiviti fizikal mahupun sukan, jarang sekali berlaku perubahan jisim, maka hampir sepanjang masa, perubahan momentum adalah disebabkan perubahan halaju (V_akhir – V_awal).

Kalau tengok formula diatas, untuk menghasilkan perubahan momentum yang lebih besar, kita perlu menghasilkan impuls yang lebih besar (perubahan momentum = impuls yang dikenakan; impulse-momentum theorem). Ini boleh berlaku dalam tiga keadaan iaitu;

(1) Daya yang lebih besar tempoh masa yang sama; atau

(2) Daya yang sama dalam tempoh masa yang lebih panjang; atau

(3) Daya yang lebih besar dalam tempoh masa yang lebih panjang.

Mari kita lihat aplikasi impuls dan momentum dalam konteks sukan.

Dalam sukan, pergerakan yang terlibat memerlukan perubahan halaju tubuh badan (atlet) atau objek (e.g. bola sepak, lempar cakera, rejam lembing, dll.). Pergerakan seperti menyepak bola, melontar peluru memerlukan perubahan momentum yang positif (V_akhir > V_awal) manakala pergerakan seperti menangkap bola, mendarat dari lompatan memerlukan perubahan momentum yang negatif (V_akhir < V_awal).

Contoh yang boleh diberikan adalah sepakan bola. Bagi menyepak bola sejauh mungkin, daya yang dikenakan perlulah sebesar mungkin yakni dengan menyepak bola sekuat yang termampu. Logik bukan? Kalau nak sepak bola jauh, hayun kaki selaju, sekuat mungkin. Untuk tujuan itu, adalah amat penting untuk memiliki kekuatan bawah badan yang kuat bersama teknik sepakan bola yang efisyen. Kenapa perlunya teknik sepakan bola yang efisyen? Untuk contoh ini, kita nak keadaan ke(3) iaitu daya yang lebih besar dalam tempoh masa yang lebih panjang. Daya yang lebih besar, ada. Tempoh masa yang lebih panjang? Itu pentingnya fasa follow-through dalam teknik sukan. Dalam sepakan bola, selepas berlaku kontak antara hayunan kaki dengan bola, kita akan meneruskan hayunan kaki tersebut sampai bola tersebut terbang ketika fasa follow-through. Dengan meneruskan hayunan kaki, kita sebenarnya memanjangkan tempoh masa daya yang bertindak keatas bola tersebut untuk penghasilan perubahan momentum yang lebih besar.

Bagaimana pula dalam konteks bersenam angkat bebanan dalam gim pula?

Dalam artikel lepas mengenai inersia, saya ada berkongsi mengenai “ego lifting” – penggunaan pemberat yang keterlaluan yang boleh membawa kepada pergerakan yang mempunyai risiko kecederaan yang tinggi. Walaupun setiap bentuk senaman dalam gim memerlukan kudrat (daya) untuk menghasilkan perubahan momentum pada bebanan, kumpulan otot yang betul untuk menghasilkan kudrat tersebut perlu dititikberatkan. Saya ambil contoh yang sama dalam artikel lepas, senaman bahu dumbbell lateral raise. Senaman lateral raise menyasarkan otot bahu deltoid tengah. Untuk orang kebanyakan, penggunaan dumbbell yang terlalu berat boleh mengakibatkan pergerakan jerk bersama, yang boleh menyebabkan kecederaan pada bahu ketika melakukan senaman itu.

Apa yang dapat disimpulkan melalui artikel ini adalah dalam kehidupan harian, perubahan momentum berlaku dalam setiap pergerakan fizikal kita. Teknik pergerakan kita perlu betul tak kira dari berjalan, mengangkat barang dalam rumah sehinggalah bersenam dalam gim dan bersukan supaya perubahan momentum dapat berlaku dengan efektif dan seterusnya memudahkan kita meneruskan kerja harian secara efisyen. Semoga artikel ini dapat memberi manfaat kepada para pembaca. Terima kasih.

Rujukan

McGinnis PM. Biomechanics of Sport and Exercise. 3rd edition. Human Kinetics, 2013.