Doğrusal Momentum Örnek Soruları

Doğrusal Momentum Sorularına İlişkin 8 Örnek

1. Kütlesi 1 kg olan bir cisim, saniyede 10 m hızla hareket etmektedir. Moment Nesne şudur…
Pembahasan
Bilinen :
Kütle (m) = 1 kg
Hız (v) = 10 m/s
Soruldu : doğrusal momentum (p)
Cevab :
Momentum formülü: p = mv
Açıklama: p = momentum, m = kütle, v = kecepatan.
Bir cismin momentumu şöyledir:
p = mv = (1)(10) = 10 kg m/s²

2. Kütleleri sırasıyla 2 kg ve 4 kg olan iki cisim, 20 m/s hızla hareket etmektedir. Her bir cismin momentumu nedir?
Pembahasan
Bilinen :
A nesnesinin kütlesi (m)_A) = 2 kilo
B nesnesinin kütlesi (m)_B) = 4 kilo
A nesnesinin hızı (v_A) = 20 m/s
B nesnesinin hızı (v_B) = 20 m/s
Soruldu : A nesnesinin momentumu (p_A) ve B nesnesinin momentumu (p_B)
Cevab :
A nesnesinin momentumu :
p_A = m_A v_A = (2)(20) = 40 kg m/s
B nesnesinin momentumu :
p_B = m_B v_B = (4)(20) = 80 kg m/s
İki cismin hızları aynıysa, kütlesi daha büyük olan cismin momentumu daha büyüktür.

3. A ve B cisimlerinin her birinin kütlesi 2 kg'dır. A cismi 2 m/s hızla, B cismi ise 4 m/s hızla hareket etmektedir. A ve B cisimlerinin momentumu nedir?
Pembahasan
Bilinen :
A nesnesinin kütlesi (m)_A) = 2 kilo
B nesnesinin kütlesi (m)_B) = 2 kilo
A nesnesinin hızı (v_A) = 2 m/s
B nesnesinin hızı (v_B) = 4 m/s
Soruldu : A nesnesinin momentumu (p_A) ve B nesnesinin momentumu (p_B)
Cevab :
A nesnesinin momentumu :
p_A = m_A v_A = (2)(2) = 4 kg m/s
B nesnesinin momentumu :
p_B = m_B v_B = (2)(4) = 8 kg m/s
İki cismin kütleleri aynıysa, hızı daha yüksek olan cismin momentumu daha büyüktür.

4. Kütlesi 5 kg olan bir cisim hareketsiz durmaktadır. Cismin momentumu nedir?
Pembahasan
Bilinen :
Nesnenin kütlesi (m) = 5 kg
Nesne hızı (v) = 0
Soruldu : cismin momentumu (p)
Cevab :
p = mv = (5)(0) = 0
Bir cisim hareketsiz haldeyse, kütlesi ne kadar büyük olursa olsun, cismin momentumu sıfırdır.

5. Bir beyzbol maçında, kütlesi 0,5 kg olan bir top başlangıçta 2 m/ ^s hızla hareket etmektedir . Daha sonra topa, hareket yönünün tersine bir F kuvveti uygulanarak topun hızı 6 m/s'ye değiştirilmektedir ^. Topun sopayla temas süresi 0,01 saniye ise, momentumdaki değişim nedir?

A. 8 kg ms ^-1

B. 6 kg ms ^-1

C. 5 kg ms ^-1

D. 4 kg ms ^-1

E. 2 kg ms ^-1

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Topun kütlesi (m) = 0,5 kg

Başlangıç ​​hızı (v₀ ₎ = 2 m/s

Son hız (v _t ) = -6 m/s

Zaman aralığı (t) = 0,01 saniye

Sorulan soru: İvmedeki değişim

Cevap :

İvme değişim formülü:

∆ p = mv _t – mv _Ö = m (v _t – v _Ö )

∆ p = (0,5 kg)(- 6 m/s – 2 m/s)

∆ p = (0,5 kg)(-8)

∆ p = 4 kg m/s

Doğru cevap D şıkkıdır.

6. Kütlesi 100 gram olan bir cisim 5 m/ ^s hızla hareket etmektedir . Cismi durdurmak için 0,2 saniye boyunca bir direnç kuvveti F etki etmektedir. F kuvvetinin büyüklüğü nedir?

0,5 K

B. 1,0 K

C.2,5 N

D.10K

E. 25 N

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Cismin kütlesi (m) = 100 gram = 100/1000 = 0,1 kg

Cismin ilk hızı (v₀ ₎ = 5 m/s

Cismin son hızı (v _t ) = 0

Çarpışma süresi (Δt) = 0,2 saniye

Soru: F kuvvetinin büyüklüğü

Cevap :

İtme-momentum teoremi, itmenin momentumdaki değişime eşit olduğunu belirtir.

I = ΔP

F (Δt) = m (v _t – v _o )

F (0,2) = 0,1 (0 – 5)

F (0,2) = 0,1 (– 5)

F (0,2) = -0,5

F = -0,5 / 0,2

F = -2,5N

Kuvvetin büyüklüğü 2,5 Newton'dur. Negatif işaret, kuvvetin yönünü gösterir. Negatif bir Gaa işareti, kuvvetin cismin hareket yönünün tersine doğru olduğunu gösterir.

Doğru cevap C şıkkıdır.

7. Kütlesi 100 gram olan bir tenis topu, başlangıç ​​hızı olmadan 20 cm yükseklikten yere bırakılıyor. Yere çarptıktan sonra top, 1 ms⁻¹ hızla ve (g = 10 ms⁻²) ivmeyle sekerek yere çarpıyor ^. Topun ^{momentumundaki} değişim nedir?

A. 0,1 Ns

B. 0,3 Ns

C. 0,5 Ns

D. 0,8 Ns

E. 0,9 Ns

Pembahasan

Şu bilinmektedir :

Topun kütlesi (m) = 100 gram = 0,1 kg

Yükseklik (h) = 20 cm = 0,2 metre

Yerçekimi ivmesi (g) = 10 m/ ^s²

Topun yere çarptıktan hemen sonraki hızı (v _t ) = 1 m/s

Sorulan soru : Topun momentumundaki değişim

Cevap :

Çarpışmadan önceki topun hızı (v)_o)

Serbest düşme hareket formülünü kullanarak topun yere çarpmadan önceki hızını hesaplayın. Serbest düşen topun yüksekliği (h) = 0,2 metre, yerçekimi ivmesi (g) = 10 m/s² ^ve topun yere çarptığı andaki hızı sorulduğundan, v² = 2gh ^{formülü kullanılır.}

v ² = 2 (10)(0,2) = 4

v = √4 = -2 m/s

Topun yere çarpmadan önceki hareket yönü, yere çarptıktan sonraki hareket yönünün tersi olduğu için negatif işaret verilir.

Topun momentumundaki değişim (Δp)

Δp = mv _t – mv _Ö = m (v _t – v _ö )

Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newton saniye

Doğru cevap B şıkkıdır.

8. Başlangıçta durmakta olan bir cisim, 3:2 oranında iki parçaya ayrıldı. Daha büyük kütleye sahip parça 20 ms⁻¹ hızla fırlatıldı ^. Dolayısıyla daha küçük parçanın fırlatılma hızı nedir?

A. 13,3 ms ^–1

B. 20 ms ^–1

C. 30 ms ^–1

D. 40 ms ^–1

E. 60 ms ^–1

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Çarpışmadan önce 1. cismin kütlesi = m

Çarpışmadan önce 1 numaralı cismin hızı = 0 (cisim hareketsiz halde)

Çarpışma sonrası 1. parçanın kütlesi (m ₁ ) = 3m

Çarpışma sonrası 2. parçanın kütlesi (m ₂ ) = 2m

Çarpışmadan sonra 1. parçanın hızı (v ₁ ') = 20 m/s

Soru: Çarpışmadan sonra 2. parçanın hızı (v ₂ ')

Cevap :

Momentumun korunumu yasasının formülü:

m ₁ v ₁ = m ₁ v ₁ ' + m ₂ v ₂ '

(m)(0) = (3m)(20) + (2m) v ₂ '

0 = 60m + (2m) v ₂ '

60m = -2m v ₂ '

60 = -2 v ₂ '

v ₂ ' = -60/2

v ₂ ' = -30 m/s

Negatif işaret, 2. parçanın hareket yönünün 1. parçanın hareket yönünün tersi olduğunu gösterir. Örneğin, 1. parça doğuya doğru atılırsa, 2. parça batıya doğru atılır.

Doğru cevap C şıkkıdır.

Soru kaynağı:

Lise/Meslek Lisesi İçin Ulusal Fizik Sınavı Soruları