11.sınıf fizik kuvvet ve hareket, itme ve momentum ve momentum korunumu formülleri ve özellikleri ders notları.
İtme
Bir cisme belirli süre uygulanan kuvvete itme denir.
Vektörel bir büyüklüktür.
I harfi ile gösterilir ve birimi N.s dir.
F net kuvvettir ve itme vektörü ile aynı yönlüdür.
Buna göre bir cisim duruyorsa veya sabit hızla hareket ediyorsa yani net kuvvet sıfırsa itme de sıfır olur.
Momentum
Bir cismin kütlesi ile hızının çarpımına momentum denir.
Vektörel bir büyüklüktür.
P harfi ile gösterilir. Birimi kg.m/s dir.
Momentum vektörü ile hız vektörü aynı yönlüdür.
Momentum formülünden kinetik enerji ile momentumun ilişkisi görülebilir. Momentum büyük cisimlerin kinetik enerjileri de büyüktür.
İtme-momentum ilişkisi
İtme momentum değişimine eşittir.
Momentum değişimini bulmak vektörel işlem yapıyoruz.
İtmenin gerçekleşmesi için cisme net kuvvet uygulanmalıdır. Böylece cisim ivmeli hareket yapar ve hız değişimi olur. Hız değişimi sonucu momentum değişimi gerçekleşir. Fnet = m.a , I = Fnet. t ve Fnet.t = ∆P dir.
Örnek:
Şekildeki m kütleli cisim v hızıyla duvarın K noktasına esnek şekilde çarpıyor. Buna göre duvarın cisme uyguladığı itme kaç mv dir?
Çözüm:
İlk ve son momentumlar eşit büyüklükte ve mv dir.
İtme momentum değişimine eşittir.
Momentum değişimi için ilk momentum vektörü ters çevrilir ve vektörel toplama yapılır.
Paralel kenar yöntemini uyguladık.
Buna göre itme mv bulunur.
Momentum korunumu
Çarpışan cisimlerde çarpışma öncesi ve sonrası cisimlerin momentumları toplamı eşittir. Yine bir cismin parçalara ayrılması durumunda parçalanma öncesi ve sonrası cisimlerin toplam momentumu eşittir.
Sürtünmesiz sistemlerde toplam momentum değişmez, bu duruma momentum korunumu denir.
Sürtünmesiz ortamlar momentum her zaman korunur.
Sürtünmesiz yatay düzlemde iki cisim zıt yönlerde birbirine doğru hareket ederek çarpışıyorlarsa;
- İşlemlerde hızın yön işaretine dikkat edilmelidir.
Merkezi çarpışma :
Kütle merkezi doğrultusunda hareket eden cisimlerin çarpışmasıdır.
Merkezi olmayan çarpışma :
Farklı doğrultularda hareket eden cisimlerin çarpışmasıdır.
Esnek çarpışma :
Momentumla beraber kinetik enerjinin de korunduğu çarpışmalardır.
m1.v1 + m2.v2 = m1.v1ı + m2.v2ı
enerji korunduğu için hızlar için
v1 + v1ı = v2 + v2ı
eşitliği yazılır.
Esnek olmayan çarpışma :
Sadece momentumun korunduğu çarpışmalardır.
İç patlamalar ve kenetlenmeler esnek olmayan çarpışmadır.
Kenetlenen cisimler :
Birbirine doğru zıt yönlerde hareket eden iki cisim çarpışma sonucu kenetleniyor.
Esnek olmayan merkezi çarpışmadır.
Sadece momentum korunur. İlk momentum son momentuma eşit olur.
Pilk = Pson
m1.v1 + m2.v2 = (m1 + m2).vortak
Patlayan cisimler – iç patlamalar :
Durmakta olan bir cisim birden fazla parçaya ayrılıyor.
Sadece momentum korunur.
Parçalardan birinin momentumu isteniyorsa, vektörel işlem yapılır.
Momentum korunumu sonucu;
Bu örnekte cisim başlangıçta hareketsiz olduğu için ilk momentumu sıfırdır.
Pilk = 0;
Buna göre son momentumlar toplamı da sıfır olmalıdır.
Pson = 0;
