Açısal Momentum - Tork İlişkisi ve Açısal Momentumun Korunumu (12.1.3.3 & 12.1.3.4)
Açısal momentumu çizgisel momentumla ilişkilendirerek eylemsizlik momenti ve açısal hız cinsinden ifade eder. · Açısal ivme, net tork ve eylemsizlik momenti arasındaki matematiksel ilişkiyi Newton'un hareket yasalarıyla açıklar. · Dışarıdan net bir tork etki etmediğinde açısal momentumun korunduğunu günlük hayat örnekleriyle analiz eder.
- Dönen bir cismin açısal momentumu L = I · ω formülüyle verilir; birimi kg·m2/s olup dönme eksenine göre vektörel bir niceliktir.
- Açısal momentumun zamanla değişimi cisme etki eden net torka eşittir: τ_net = ΔL/Δt = I · α (Burada α açısal ivmedir).
- Dönmekte olan bir sisteme dışarıdan net bir tork uygulanmıyorsa (Στ_dış = 0), sistemin açısal momentumu korunur: L_ilk = L_son.
Görseldeki dönme dinamiği niceliklerini SI birimleri ve temel formülleriyle eşleştiriniz.
Açısal momentum ve dönme dinamiği hakkındaki ifadeleri Doğru (D) veya Yanlış (Y) olarak işaretleyiniz.
| D | Y | |
| Bir cisme etki eden net dış tork sıfırdan farklıysa açısal momentum zamanla değişir. | ✓ | |
| Buz patencisi kollarını açtığında eylemsizlik momenti küçülür ve dönme hızı artar. | ✓ | |
| Açısal momentum çizgisel momentumun konum vektörüyle vektörel çarpımıdır (L = r × p). | ✓ | |
| Dış tork uygulanmayan sistemlerde açısal momentumun yönü ve büyüklüğü daima korunur. | ✓ |
Sürtünmesiz yatay düzlemde dönen bir tekerleğe dönme eksenine göre etki eden net dış tork sıfır olduğunda (Στ_dış = 0) hangi fiziksel
- AAçısal momentum vektörü
- BÇizgisel ivme büyüklüğü
- CMerkezcil kuvvet vektörü
- DPotansiyel enerji miktarı
Dönme hareketinde net tork ile açısal ivme arasındaki ilişkiyi eylemsizlik momenti (I) cinsinden ifade eden formülü yazınız.
Öteleme ve dönme dinamiği arasındaki analog nicelikleri tablodaki boşluklara uygun şekilde tamamlayınız.
| Öteleme Hareketi | Dönme Hareketi Karşılığı |
|---|---|
| Kuvvet (F) | Tork (τ) |
| Kütle (m) | Eylemsizlik momenti (I) |
| Çizgisel momentum (p = m·v) | Açısal momentum (L = I·ω) |
| Çizgisel ivme (a) | Açısal ivme (α) |
Kollarını yana açarak dönen bir buz patencisinin kollarını göğsüne kapatması sırasında gerçekleşen olayları sırasıyla diziniz.
- 1Kolların ve ağırlıkların dönme eksenine doğru çekilmesi
- 5Açısal hızın (ω) artarak patencinin daha hızlı dönmeye başlaması
- 3Patencinin eylemsizlik momentinin (I) azalması
- 4Net dış tork sıfır olduğundan açısal momentumun (L) korunması
- 2Kütlenin dönme eksenine yaklaşmasıyla r yarıçapının küçülmesi
Dönen bir platform üzerindeki jimnastikçi elindeki dambılları yana açarak eylemsizlik momentini 2 katına çıkarırsa
- AYarıya iner
- B2 katına çıkar
- C4 katına çıkar
- DDeğişmez
Noktasal bir parçacığın konum vektörü r ve çizgisel momentum vektörü p ise parçacığın orijine göre açısal momentum vektörü L nasıl ifade edilir?
Güneş etrafında dolanan gezegenlerin hareketi hakkındaki yargıları Doğru (D) veya Yanlış (Y) olarak değerlendiriniz.
| D | Y | |
| Gezegene etki eden kütle çekim kuvveti Güneş merkezine yöneldiğinden Güneş'e göre torku sıfırdır. | ✓ | |
| Gezegen Güneş'e yaklaştığında açısal momentumu artar. | ✓ | |
| Güneş'e yaklaşan gezegenin yarıçapı azaldığı için çizgisel ve açısal hızı artar. | ✓ | |
| Kepler'in alanlar yasası açısal momentumun korunumunun doğrudan bir sonucudur. | ✓ |
Görseldeki dönme kavramlarını fiziksel açıklamalarıyla eşleştiriniz.
Görseldeki dinamik ipuçlarından yararlanarak bulmacayı çözünüz. Anahtar kutulardaki harflerle şifrelenmiş kinematik hareket türünü bulunuz.
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: DÖNME
Güneş etrafında eliptik yörüngede dolanan bir gezegen Güneş'e yaklaştığında çizgisel hızının artma nedenini açısal momentumla açıklayınız.