Lineært momentum, translationsmoment eller blot momentum er produktet af et legemes masse og dets hastighed:
p = m v {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} } 
Her er p impulsen (et vektorfelt), m er massen og v hastigheden. Momentum beskriver hvor meget bevægelse et legeme har, og hvor svært det er at ændre denne bevægelsestilstand.
Hvad betyder momentum i praksis?
Man kan tænke på momentum som "bevægelsesmængde" eller som et mål for, hvor stor effekt et bevægende legeme kan have ved en kollision. To typiske eksempler:
- En bowlingkugle (stor masse), der bevæger sig meget langsomt (lav hastighed), kan have samme momentum som en baseball (lille masse), der kastes hurtigt (høj hastighed). Begge kan derfor levere omtrent samme ændring i bevægelsestilstand ved en kollision.
- Et projektil med meget høj hastighed kan have en stor impuls på grund af farten, selvom massen er lille. Det er derfor, selv små, hurtige genstande kan gøre stor skade.
- Et geologisk eksempel: skubbet af det indiske subkontinent mod resten af Asien. Subkontinentet bevæger sig kun få centimeter om året, men fordi massen er enorm, er det samlede momentum stort, og spændingerne kan udløse jordskælv i Himalayaområdet.
Vektor og enhed
Momentum er en vektormængde, hvilket betyder, at det har både retning og størrelse. Enheden for lineært momentum er kg·m/s (kilogram meter pr. sekund), som også kan udtrykkes som N·s (newtonsekund).
Impuls, kraft og ændring af momentum
Den mekaniske sammenhæng mellem kraft og momentum gives af Newtons anden lov i dens generelle form:
- F = dp/dt — en kraft F er tidsafledningen af momentum p.
- Integrerer man kraften over et tidsinterval får man impulsen J (ofte kaldet kraftimpuls): J = ∫ F dt, og denne impulsekvation giver ændringen i momentum: Δp = J.
Det betyder, at en stor kraft i et kort tidsrum kan give samme ændring i momentum som en lille kraft over et langt tidsrum.
Bevarelse af impuls
Impuls er en bevaret størrelse i et isoleret system, dvs. i fravær af eksterne kræfter er den samlede impuls før en proces lig den samlede impuls efter processen. Dette er nyttigt ved analyser af:
- kollisioner (elastiske og inelastiske),
- eksplosioner,
- systemer med bevægelig masse (under hensyntagen til eksterne kræfter).
Ved en tolegeme-kollision betyder bevarelse af impuls, at vektorsummen af de enkelte legemers impulser er den samme før og efter sammenstødet. For elastiske kollisioner bevares desuden den kinetiske energi; for inelastiske kollisioner omdannes en del af den kinetiske energi til varme eller deformation.
Center for masse og systemers bevægelse
Et systems samlede momentum er lig med totalmassen gange centerets hastighed. Selv når interne kræfter virker mellem legemer i et system, ændrer de ikke systemets samlede impuls — kun eksterne kræfter kan det. Det gør impulsloven til et kraftfuldt værktøj for at beskrive bevægelse af komplekse systemer uden at kende alle interne detaljer.
Bemærkninger og særlige tilfælde
- For varierende masse (fx raketter) skal man være forsigtig med anvendelsen af p = mv; den generelle form F = dp/dt håndterer massetransport korrekt.
- Der findes også moment i andre former, fx vinkelmoment (rotationsbevægelse), som er analogt begreb i rotationsdynamik.
Impuls er derfor et centralt begreb i mekanik: det kvantificerer bevægelsesmængde, forbinder kraft og bevægelsesændring, og dets bevarelse gør mange problemer lette at løse uden detaljeret kendskab til de indre kræfter i et system. Impulssætninger anvendes bredt — fra dagligdags kollisioner over sportsanalyse til store geofysiske processer.
Samlet sætning: I et isoleret system er den samlede begyndelsesimpuls lig med den samlede slutimpuls — den samlede impuls forbliver uændret.
