Soru:
Kütlesi 500 gram (0.5 kg) olan bir top, 20 m/s hızla yatay olarak duvara fırlatılıyor ve aynı hızla geri sekiyor. Topun duvarla temas süresi 0.1 saniye olduğuna göre, duvarın topa uyguladığı ortalama kuvvet kaç Newton'dur?
Çözüm:
💡 Bu soruda kuvvetin bir diğer etkisi olan momentum değişimi (İtme) kavramını kullanacağız.
- ➡️ 1. Adım: Momentum Değişimini Hesaplama
İlk momentum: \( p_{ilk} = m \cdot v = 0.5 \cdot 20 = 10 \, kg \cdot m/s \) (duvara doğru)
Son momentum: \( p_{son} = m \cdot (-v) = 0.5 \cdot (-20) = -10 \, kg \cdot m/s \) (duvardan uzaklaşır)
Momentum değişimi (Δp): \( p_{son} - p_{ilk} = -10 - 10 = -20 \, kg \cdot m/s \)
- ➡️ 2. Adım: Ortalama Kuvveti Hesaplama
İtme-Momentum ilişkisi: \( F_{ort} \cdot \Delta t = \Delta p \)
\( F_{ort} \cdot 0.1 = -20 \)
\( F_{ort} = -200 \, N \)
✅ Kuvvetin -200 N olması, duvarın topa uyguladığı kuvvetin topun ilk hareket yönüne zıt yönde ve 200 N büyüklüğünde olduğunu gösterir.
