Açısal momentumun korunumunu günlük hayattan örneklerle açıklar.
ÇEMBERSEL HAREKET · AÇISAL MOMENTUM
Buz pateni yapan Elif, kollarını iki yana açmış hâlde kendi ekseni etrafında dönerken kollarını hızla gövdesine yaklaştırıyor ve daha hızlı dönmeye başlıyor. Buz ile paten arasındaki sürtünme ihmal edilmektedir (Şekil).
Elif'in açısal momentumunun korunmasının koşulunu belirtiniz.
Elif'in kollarını gövdesine yaklaştırdığında daha hızlı dönmesini eylemsizlik momenti ve açısal hız kavramlarıyla açıklayınız.
1. durum: Serbestçe dönebilen bir döner tabureye oturan Mert, ekseni düşey olacak şekilde elinde tuttuğu bir bisiklet tekerleğini, yukarıdan bakıldığında saatin dönme yönünün tersine hızla döndürmektedir. Başlangıçta Mert ve tabure durgundur. Mert, tekerleği ters çevirerek tekerleğin yukarıdan bakıldığında saat yönünde dönmesini sağlıyor. Taburenin eksenindeki sürtünme ihmal edilmektedir.
2. durum: Tek ana pervaneli helikopterlerin kuyruğunda, yan tarafa doğru itme oluşturan küçük bir kuyruk pervanesi bulunur.
- durumda Mert ile taburenin dönmeye başlayıp başlamayacağını ve dönme yönünü açısal momentumun korunumuna dayanarak açıklayınız.
- durumda kuyruk pervanesi olmasaydı, ana pervane döndürülmeye başlandığında helikopterin gövdesinin nasıl hareket edeceğini açıklayınız.
Bir tramplen atlayıcısı, tramplenden ayrıldıktan sonra havada dizlerini göğsüne çekerek "top" pozisyonu alıyor ve birkaç takla attıktan sonra suya girmeden önce vücudunu açıyor. Hava direnci ihmal edilmektedir. Atlayıcıya etki eden ağırlık, kütle merkezine etki ettiğinden kütle merkezi etrafında tork oluşturmaz.
Gökbilimciler ise kendi etrafında yavaş dönen büyük bir yıldızın çekirdeği çökerek çok küçük bir nötron yıldızına dönüştüğünde, nötron yıldızının çok hızlı döndüğünü gözlemektedir.
Atlayıcının havadaki dönme hızındaki değişimleri açısal momentumun korunumuyla açıklayınız.
Nötron yıldızının çok hızlı dönmesini açısal momentumun korunumuyla açıklayınız.
Ozan, "Atlayıcı vücudunu topladığında açısal momentumu korunduğuna göre dönme kinetik enerjisi de değişmeden kalır." demektedir. Bu iddiayı değerlendiriniz.
Puanlar sorunun kendi içindeki dağılımıdır; senaryo yazılısında tüm sorular birlikte 100 puana ölçeklenir.