Fizikte, bir cismin hareket durumunu değiştirmek için uygulanan kuvvetin zamanla çarpımına itme denir. Bir cismin momentumundaki değişim ise, o cisme uygulanan itmeye eşittir. Bu, fizikte çok önemli bir ilişkidir.
Bir cismin kütlesi ile hızının çarpımına momentum denir. Momentum (p) ile gösterilir ve vektörel bir büyüklüktür.
Momentum formülü: \( \vec{p} = m \cdot \vec{v} \)
Bir cisme uygulanan net kuvvetin, etki süresi ile çarpımına itme denir. İtme (J) ile gösterilir ve yine vektörel bir büyüklüktür.
İtme formülü: \( \vec{J} = \vec{F}_{net} \cdot \Delta t \)
İtmenin birimi N·s, momentumun birimi ise kg·m/s'dir. Aslında bu birimler birbirine eşdeğerdir: 1 N·s = 1 kg·m/s
Bir cisme belirli bir süre boyunca net bir kuvvet uygularsanız, cismin momentumu değişir. İşte bu momentum değişimi, uyguladığınız itmeye tam olarak eşittir.
Bu ilişki şu formülle ifade edilir:
\( \vec{J} = \Delta \vec{p} \)
Yani,
\( \vec{F}_{net} \cdot \Delta t = \vec{p}_{son} - \vec{p}_{ilk} \)
Burada:
Bu formül bize şunu söyler: Bir cismin momentumunu değiştirmek için, ona bir itme uygulamalısınız.
Bir futbolcu topa vurduğunda, ayağı topa kısa bir süre için çok büyük bir kuvvet uygular (\( \vec{F}_{net} \) büyük, \( \Delta t \) küçük). Bu, topa büyük bir itme verir ve topun momentumu durağan halden çok yüksek bir değere aniden çıkar (\( \Delta \vec{p} \) büyük).
Hava yastıkları, çarpışma anında sürücünün direksiyona çarpma süresini uzatır (\( \Delta t \)'yi büyütür). Aynı momentum değişimi (\( \Delta \vec{p} \)) için süre uzadığından, sürücüye etki eden ortalama kuvvet (\( \vec{F}_{net} \)) azalır. Bu da ciddi yaralanmaları önler.
\( \vec{F}_{net} = \frac{\Delta \vec{p}}{\Delta t} \) formülünden, Δp sabitken Δt arttığında Fnet azalır.
Bir bowling oyuncusu, topu ileri doğru yuvarlarken eliyle topa bir süre kuvvet uygular. Bu kuvvetin süresi (\( \Delta t \)), topa bir itme sağlar ve topun momentumu sıfırdan belirli bir değere çıkar.
