MOMENTUM TEST ÇÖZÜMLERİ
11. sınıflar fizik dersi. Momentum denklemleri, itme denklemleri. Uygulanan kuvvet ve süreden yararlanarak cisimlerin hız ve kütlesini bulma ile ilgili testin çözümleri.
Çözüm – 1
Momentumu veren denklem,
P = m.v dir. Yani momentum hız ile kütlenin çarpımına eşittir.
Cisim 30 m/s hızla giderken kütlesi 1600 kg ise,
P1 = 1600 . 30
P1 = 48000 kg.m/s
Cisim 20 m/s hızla giderken kütlesi 800 kg dır.
P2 = 800 . 20
P2 = 16000
= 3
Doğru cevap C seçeneği.
Çözüm – 2
Cismin çarpmadan önceki momentumu P1, çarptıktan sonraki momentumu P2 olsun.
P1 = m.V1
P1 = 800 . 25
P1 = 20 000
P2 = m.V2
P2 = 800 . (-8) = -6400
Çarpmadan sonra cisim geriye doğru gittiğinden P2 negatif olur.
Cismin momentumundaki değişim,
P2 – P1 = - 6400 – 20000
= - 26 400 kg.m/s
İtme, cismin momentumundaki değişmedir.
I = ΔP
I = - 26400
I = F.t
-26400 = F.0,5
F = -52800 N
Cisme uygulanan itme kuvveti 52800 Newton büyüklüğünde cismin ilk hareket yönünün tersi yöndedir.
Doğru cevap E seçeneği.
Çözüm – 3
Araca uygulanan yavaşlatıcı kuvvet, araca hareket yönünün zıt yönünde uygulanan bir kuvvettir. Bu kuvvetin büyüklüğü aracın momentumundaki değişimden yararlanılarak bulunabilir. Aracın momentumundaki değişim, itmeye eşit olmalıdır.
F.t = P2 – P1
F.t = m.V2 – m.V1
F.4 = 1200.15 – 1200 . 25
F.4 = 18000 – 30000
F.4 = - 12000
F = –3000 N
F kuvveti 3000 N büyüklüğündedir ve yönü aracın hareket yönünün tersidir.
Doğru cevap A seçeneği.
Çözüm – 4
Cisme 1 numaralı bölgede uygulanan itme: 2 . 25/2 = 25 N.s dir.
2 numaralı bölgede uygulanan itme: 25 . 2 = 50 N.s dir.
3 numaralı bölgede uygulanan itme: 25.2 = 50 N.s dir.
2 ve 3 numaralı bölgede uygulanan itme: 50 + 50 = 100 N.s dir.
4 numaralı bölgede uygulanan itme: 25.4 + 35.4/2 = 170 N dur.
Cisme uygulanan toplam itme: 25 + 100 + 170 = 295 N.s dir.
Buna göre I ve IV doğru, II ve III yanlıştır.
Doğru cevap B seçeneği.
Çözüm – 5
Cismin ilk momentumuna P1 diyelim,
P1 = 60. 0 = 0 dır.
Cismin son momentumu P2 olsun.
P2 = 60 . 5 = 300 kg. m/s
Cismin momentumundaki değişme,
P2 – P1 = 300 – 0 = 300 kg. m/s
Cisme uygulanan itme cismin momentumundaki değişime eşittir.
F. t = m.V2 – m.V1
F.3= 300
F = 100 N
Doğru cevap E seçeneği.
Çözüm – 6
Momentumun korunumu yasası,
P1ilk + P2ilk = P1son + P2son
P = m.v
Fırlatıcı momentumuna P1, mermi momentumuna P2 diyelim.
m1.V1ilk + m2.V2ilk = m1 .V1son + m2.V2son
1500 . 0 + 50 . 0 = 1500.V1son + 50 . 750
1500 . V1son = -750 . 50
2.V1son = -50
V1son = -25 m/s
Fırlatıcının tepme hızının büyüklüğü 25 m/s, yönü ise topun hareket yönünün zıddıdır.
Topun namludan çıkış şiddeti atıldığı fırlatma rampasını 25 m/s hızla geri itecek bir kuvvet oluşturmuştur.
Doğru cevap C seçeneği.
Çözüm – 7
Araca hareket yönünün tersi yönünde bir itme uygulanacaktır. Uygulanacak itme aracın momentumundaki değişime eşit olmalıdır.
Aracın ilk momentumu P1 olsun.
P1 = m.V1 = 1500. V1
1 saatte 90 km yol alan araç 1 saniyede,
| 90000 | = 25 m yol alır. |
| 3600 |
P1 = 1500 . 25 = 37500
Aracın son momentumu,
P2 = 1500 . 0 = 0
Momentumdaki değişim,
F.t = P2 – P1
F. 10 = 37500
F = 3750 N
Doğru cevap A seçeneği.
Çözüm – 8
800 kg kütleli aracın momentumu P1, 1200 kg kütleli aracın momentumu P2 olsun.
P1ilk + P2ilk = P1son + P2son
m1.V1ilk + m2.V2ilk = m1.Vs + m2.Vs
800 . 20 + 1200 . 0 = 800.Vs + 1200.Vs
16000 = 2000.Vs
Vs = 8 m/s
Doğru cevap D seçeneği.
Çözüm – 9
Momentumun korunumu yasası,
P1ilk + P2ilk = P1son + P2son
1. topun momentumu P1, 2. Topun momentumu P2 olsun.
m1.V1ilk + m2.V2ilk = m1.V1son + m2.V2son
0,6 . 8 - 1 . 10 = -0,6 . 12 + 1.V2
-5,2 = -7,2 + 1.V2
2 = V2
1 kg kütleli top geliş yönünün tersi yönde 2 m/s hızla hareket eder.
Doğru cevap B seçeneği.
Çözüm – 10
Batıya doğru hareket eden cismin momentumu P1 olsun.
P1 = m1.V1 = 8.15
P1 = 120 kg.m/s
Cisme güney yönünde uygulanan 10 N luk kuvvetin yaratacağı momentum, cismin son ve ilk momentumları arasındaki fark olacaktır. Bu kuvvetin uygulama süresi bilindiğinden momentumdaki değişim bulunabilir.
10 N'luk kuvvetin oluşturacağı momentum,
P2 = F.t = 10 . 5
P2 = 50 kg.m/s
Bu kuvvetleri vektörel toplama yolu ile uç uca getiririz, bileşke vektör son momentumu verecektir.
Dik üçgende hipotenüs kuralından,
502 + 1202 = Ps2
Ps = 130 kg. m/s
P = m.V
130 = 8.V
V= 16,25 m/s
Doğru cevap E seçeneği.
Momentum Test Çözümleri
Çizgisel Momentum ve İtme
SANATSAL BİLGİ
24/12/2017