Kütlesi 1000 kg olan bir araba, 20 m/s hızla giderken fren yaparak 5 saniyede duruyor. Arabanın momentum değişimi kaç kg·m/s'dir?
A) -10000Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir arabanın momentum değişimini hesaplayacağız. Momentum değişimi, bir cismin hareket durumundaki değişikliği gösteren önemli bir fiziksel niceliktir. Adım adım ilerleyerek bu soruyu kolayca çözelim.
Momentum ($p$), bir cismin kütlesi ile hızının çarpımıdır. Formülü şöyledir:
$p = m \cdot v$
Momentum değişimi ($\Delta p$) ise, son momentum ile ilk momentum arasındaki farktır:
$\Delta p = p_{son} - p_{ilk}$
Veya kütle sabit olduğu için:
$\Delta p = m \cdot v_{son} - m \cdot v_{ilk} = m \cdot (v_{son} - v_{ilk})$
Arabanın ilk hızı $20 \text{ m/s}$ olduğu için:
$p_{ilk} = m \cdot v_{ilk}$
$p_{ilk} = 1000 \text{ kg} \cdot 20 \text{ m/s}$
$p_{ilk} = 20000 \text{ kg} \cdot \text{m/s}$
Araba durduğu için son hızı $0 \text{ m/s}$'dir:
$p_{son} = m \cdot v_{son}$
$p_{son} = 1000 \text{ kg} \cdot 0 \text{ m/s}$
$p_{son} = 0 \text{ kg} \cdot \text{m/s}$
Momentum değişimi, son momentumdan ilk momentumu çıkararak bulunur:
$\Delta p = p_{son} - p_{ilk}$
$\Delta p = 0 \text{ kg} \cdot \text{m/s} - 20000 \text{ kg} \cdot \text{m/s}$
$\Delta p = -20000 \text{ kg} \cdot \text{m/s}$
Negatif işaret, momentumun azaldığını ve arabanın ilk hareket yönünün tersine bir kuvvet (fren kuvveti) uygulandığını gösterir.
Buna göre, arabanın momentum değişimi $-20000 \text{ kg} \cdot \text{m/s}$'dir.
Cevap B seçeneğidir.
