Açısal Momentumun Korunumu ve Yönü
Yayınlanma:
13. Sınıfta yapılabilecek bir gösteri deneyinde, merkezinden geçen mil etrafında serbestçe dönebilen bir tabure üzerinde oturan öğrenci, merkezinden geçen mil etrafında serbestçe dönmekte olan bisiklet tekerini milinden tutuyor. Başlangıçta öğrenci ve tabure durgun olup, tekerlek yukarıya doğru yönelmiş bir $L$ büyüklüğünde açısal momentumu ile yatay bir düzlemde dönmektedir.
Buna göre, öğrenci bisiklet tekerleğini kendi merkezi etrafında alt üst edecek şekilde $180^\circ$ döndürürse öğrenci ve tabureden oluşan sistemin açısal momentumunun yönü ve büyüklüğü için aşağıdakilerden hangisi doğru olur?
(Hava direnci ve $x$ mesafesi önemsizdir. Tabure zemine sabitlenmiştir.)
\begin{tabular}{lcc}
& \text{Yönü} & \text{Büyüklüğü} \\
\text{A)} & \text{Yukarı} & 2L \\
\text{B)} & \text{Aşağı} & L \\
\text{C)} & \text{Yukarı} & 3L \\
\text{D)} & \text{Aşağı} & 2L \\
\text{E)} & \text{Yukarı} & L
\end{tabular}
Soruda görsel içerik var: Bir öğrenci dikey bir eksen üzerinde dönebilen bir taburede oturmaktadır. Öğrenci elinde yatay bir düzlemde dönen bir bisiklet tekerleği tutmaktadır. Tekerleğin açısal momentum vektörü yukarı doğru bir okla ve L simgesiyle gösterilmiştir. Tabure ile tekerleğin merkezi arasında x kadar yatay bir mesafe vardır. Görsel üzerinde ayrıca elle çizilmiş bir tekerlek taslağı ve aşağı yönlü bir ok (L) görülmektedir.
Animasyonlu Video Çözüm
İlk yarısı ücretsiz izlenebilir, tamamı uygulamada.
Adım Adım Yazılı Çözüm
Merhaba babanen, açısal momentumun korunumu ile ilgili harika bir AYT sorusunu birlikte inceleyelim.
Açısal Momentumun Korunumu
Sistemimiz bir öğrenci, tabure ve döner bir bisiklet tekerleğinden oluşuyor. Başlangıçta öğrenci ve tabure duruyor, tekerlek ise yukarı yönlü L açısal momentumuyla dönüyor.
Sistem dışarıdan bir tork etkisi altında olmadığı sürece toplam açısal momentum korunmalıdır. Yani ilk açısal momentum, son açısal momentuma eşit olmalı.
Şimdi durumu analiz edelim. Öğrenci tekerleği 180 derece ters çeviriyor. Bu durumda tekerleğin yeni açısal momentumu tam tersi yöne, yani aşağıya doğru L olur.
Durum Değişikliği
Son durumdaki toplam açısal momentum, dönmeye başlayan öğrenci-tabure sisteminin açısal momentumu ile tekerleğin yeni açısal momentumunun toplamıdır.
Çözümün devamı Solvi’de
4 adım daha kilitli. Tamamını animasyonlu ve sesli anlatımla ücretsiz izle.
Fotoğrafını çek, her soruyu böyle çöz.
Çözümün Devamını Ücretsiz İzleİndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye