Dönen Disk ve Çocuk Sistemi
Yayınlanma:
10. Hava direncinin önemsenmediği bir ortamda, w büyüklüğündeki sabit açısal hızla dönmekte olan yatay bir diskin üzerinde bir çocuk, diske sabitlenmiş tutacağa tutunarak disk ile birlikte dönmektedir. Bir süre sonra çocuk tutacağı bırakıyor ve ok yönünde savrularak yere düşüyor.
Bu olayda başlangıçta diskin açısal hızı 2w olsaydı,
I. Diskin üzerinde dönmekte iken dönme eksenine göre açısal momentumu
II. Diskin üzerinde dönmekte iken dönme eksenine göre eylemsizlik momenti
III. Tam savrulmaya başladığı anda yere göre çizgisel momentumu
çocuğa ait yukarıdaki niceliklerden hangileri ilk duruma göre daha büyük olurdu?
A) Yalnız I
B) Yalnız III
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III
Soruda görsel içerik var: Dairesel bir platform (disk) üzerinde tutunan bir çocuk gösterilmektedir. Disk kendi ekseni etrafında dönmektedir. Şekilde çocuk platformdan ayrılıp dışarıya doğru hareket ederken gösterilmiştir. Ok işareti çocuğun ayrılma yönünü belirtir.
Animasyonlu Video Çözüm
İlk yarısı ücretsiz izlenebilir, tamamı uygulamada.
Adım Adım Yazılı Çözüm
Selam Azra, seninle beraber açısal momentum ve dönme kinematiğiyle ilgili bu güzel fizik sorusunu çözelim.
Açısal Momentum ve Değişkenler
Sorumuzda başlangıçtaki açısal hızın omega yerine iki omega olması durumunda çocukla ilgili hangi niceliklerin daha büyük olacağını bulmamız isteniyor.
Birinci öncüle bakalım. Bir çocuğun dönme eksenine göre açısal momentumu, eylemsizlik momenti ile açısal hızın çarpımına eşittir.
Burada eylemsizlik momenti yani büyük ı harfi, çocuğun kütlesine ve dönme merkezine olan uzaklığının karesine bağlıdır. Çocuk aynı konumda olduğu için eylemsizlik momenti değişmez.
Ancak açısal hız omega değerinden iki omegaya çıktığı için, çarpım sonucunda açısal momentum da artacaktır. Yani birinci öncül doğrudur.
İkinci öncüle geçelim. Diskin üzerinde dönmekte olan çocuğun dönme eksenine göre eylemsizlik momentini inceleyelim.
Eylemsizlik Momenti (I)
Az önce belirttiğimiz gibi, m çocuğun kütlesidir ve r çocuğun merkeze olan uzaklığıdır. Bu iki değer de açısal hızın değişiminden etkilenmez.
Çözümün devamı Solvi’de
7 adım daha kilitli. Tamamını animasyonlu ve sesli anlatımla ücretsiz izle.
Fotoğrafını çek, her soruyu böyle çöz.
Çözümün Devamını Ücretsiz İzle
İndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye
