Jika bola mengenai tongkat dan memantul kembali, apa yang akan terjadi pada tongkat? Jika Anda mengatakan tongkat akan mundur ke kanan, Anda benar. Kita bisa menganggap hal ini sebagai tabrakan. Ketika dua benda bertabrakan, mereka memberikan gaya satu sama lain. Dan menurut Newton, gaya tersebut sama besar dan berlawanan, menjaga momentum total sistem bola-tongkat tetap konstan. Kita mendefinisikan momentum sebagai hasil kali massa dan kecepatan benda.
Karena bola memantul kembali, satu-satunya cara momentum tetap terjaga adalah dengan tongkat mundur. (Saya tahu, setup saya untuk eksperimen pikiran ini akan membuat pertandingan yang agak membosankan, tetapi ikuti saya—ini akan membantu kita memahami apa yang terjadi di titik manis).
Tabrakan di Luar Pusat
Oke, ambil tongkat dan bawa kembali ke posisi awal. Bola sekali lagi diluncurkan ke arah tongkat. Namun, kali ini, ditujukan ke ujung bukan ke tengah. Seperti ini:
Tongkat tetap mundur ke kanan, tetapi sekarang juga berputar tentang pusatnya, kan? Mengapa ini terjadi? Nah, momentum masih tetap terjaga, tetapi sekarang ada kuantitas yang terjaga lainnya—momentum sudut. Momentum sudut mirip dengan momentum biasa kecuali bahwa ini menangani gerakan rotasi daripada gerakan linier.
Sementara momentum linier tergantung pada massa dan kecepatan benda, momentum sudut sama dengan hasil kali kecepatan sudut benda dan momen inersia. Momen inersia mirip dengan massa rotasi—ini tergantung tidak hanya pada massa benda tetapi bagaimana massa itu didistribusikan. Jadi, setelah tongkat mundur dari dampak bola, jelas memiliki momentum sudut, karena berputar.
Tetapi bagaimana sebelum tabrakan? Tongkat tidak berputar dan tidak memiliki momentum sudut, jadi untuk momentum sudut tetap terjaga maka bola harus memiliki momentum sudut. Ya, massa dapat memiliki momentum sudut bahkan jika tidak berputar. (Ini adalah salah satu momen ketika fisika terasa aneh.) Momentum sudut bola bergantung pada momentum linier dan di mana bola mengenai tongkat.