Momentum ve İtme Nedir? Nasıl Hesaplanır? Formülleri İlişkisi

0

Momentum nedir, itme nedir? Momentum ve itme ilişkisi, özellikleri nedir, nasıl hesaplanır, formülleri, Momentum ve itme hakkında bilgi.

Momentum

Advertisement

MOMENTUM

Düz bir yolda hızlanarak giden: hır otomobil, ileride önüne çıkan bir arabaya çarpmamak için frenlenir. Otomobilin arabaya çarpıp çarpmayacağını anlayabilmek için, aradaki uzaklığı, taşıtların hızlarını ve fren yapan arabanın yavaşlama ivmesini bilmemiz gerekir. Bunlar verilirse sonucun ne olacağını söyleyebiliriz. Hız, ivme ve konum bilinenlerini kinematiğin hareket denklemlerine uygulayarak “Otomobil arabaya çarpar.” ya da “Çarpışma olmayacaktır” diyebiliriz. Dinamiğin temel yasası olan “Kütle çarpı ivme eşit kuvvet” bağıntısı yardımıyla da otomobilin fren kuvvetinin gerekli ivmeyi yaratıp yaratmayacağını söyleyebiliriz. Ayrıca iş-enerji ilişkilerinden giderek otomobilin sürtünmelerle ne kadar enerji yitireceğini dolayısıyla yavaşlamanın çabuk olup olmayacağını söyleyebiliriz.

Diyelim ki otomobil arabaya çarptı. Bu çarpışmada hangisi ne tarafa sürüklenecektir? Bu gibi soruların yanıtını kuvvet, ivme, hız, konum bağıntılarından bulmak olası değildir. İş-enerji denklemleri de çarpışma sonucu çıkan olaylara pek açıklama getirmiyor. O halde çarpışmanın kendisini ve yarattığı sonuçları anlayabilmemiz için yeni kavramlara, yeni bilgilere gereksinmemiz var.

Kısacası, kinematiğin hareket denklemleri, dinamik yasaları,iş-enerji bağıntıları, cisimlerin çarpışmasına dek geçen olayları açıklamakta yeterli oluyor da çarpışmanın kendisini açıklamakta yetersiz kalıyorlar. İşte bu nedenle yapılan bilimsel çalışmalar momentum kavramını ortaya çıkarmıştır.

İTME (İMPULS)

Durmakta olan bir cismi hızlandırmak için bir kuvvet uygulamak gerekir. Uygulanan kuvvet ne denli büyük olursa cisim o denli büyük hız kazanır. Ayrıca kuvvet rıe denli uzun süre uygulanırsa kazanılan hız da o denli büyük olur. Dernek ki bir cismin kazanacağı hız, hem uygulanan kuvvet hem de zamanla doğru orantılıdır. O halde kazanılan hız, “kuvvet x zaman” niceliğine bağlı ve bu nicelikle doğru orantılı olacaktır. Fizikte “kuvvet x yol” un iş olarak tanımlanışı gibi “kuvvet x zaman” niceliğine de “itme” denmiştir.

Advertisement

Bir cisme etkiyen kuvvetin, etki süresiyle çarpımına o kuvvetin itmesi denir.

  • İtme = Kuvvet x Zaman

Kuvvet vektörel, zaman skaler bir nicelik olduğundan bu ikisinin çarpımı olan itme vektöre! bir niceliktir, öyleyse itme,

  • \displaystyle \overrightarrow{I}=\overrightarrow{F}.\Delta t

ile tanımlanır. Kuvvetin birimi Newton, zamanın birimi saniye olduğuna göre itmenin birimi Newton x saniye (N.s) olacaktır. İtme, daima, kuvvetle aynı yöndedir.

DEĞİŞKEN BİR KUVVETİN İTMESİ

\displaystyle \overrightarrow{I}=\overrightarrow{F}.\Delta t bağıntısı, kuvvet sabit olduğu sürece geçerlidir. Kuvvet zamanla değişirse itmenin değerini bulmak için ya ortalama kuvveti alırız, ya da kuvvet-zaman grafiğini çizer, grafiğin altındaki alanı hesaplarız.

Advertisement

Şekil, zamanla değişmeyen bir kuvvetin grafiğidir. Taralı alanın eni kuvveti, boyu zamanı verdiğinden alanın kendisi “kuvvet x zaman” a eşit olmaktadır. Bu özelik, kuvvetin değişken olması halinde de geçerlidir ve bu nedenle “kuvvet-zaman grafiğinin altındaki alan itmeyi verir” deriz.

Kuvvet yön değiştirince grafik negatif bölgeye geçer. Bu nedenle negatif bölgedeki alan da ters yönde itmeyi verecektir. Cisme etkiyen net itme, bu alanların cebirsel toplamından bulunur.


Leave A Reply