Bölüm IX: Momentum, İtme ve Çarpışmalar

15.12.2016
FİZ-101 Uygulama-IX
(Kimya Bölümü A grubu)
(Bölüm IX: Momentum, İtme ve Çarpışmalar)
1. (Serway&Beichner, 9.11) 3 kg kütleli bir çelik gülle, büyük bir duvara, duvarla 60 
açı yapacak şekilde 10 m/s hızla çarpar. Gülle aynı hız ve açı ile yansıtılır. Eğer gülle
duvarla 0,20 s temasta kalırsa duvarın gülleye uyguladığı ortalama kuvvet nedir?
2. (Serway&Beichner, 9.18)
Şekilde görüldüğü gibi m kütleli ve v hızlı bir
ℓ
.
m
v
mermi, M kütleli bir sarkaç içinden geçer ve
v/2 hızı ile çıkar. Sarkaç, ℓ uzunluğunda ve
kütlesi ihmal edilebilir bir ipin ucuna asılıdır.
Sarkacın tam bir düşey çember üzerinde
hareket edebilmesi için minumum v ne
v/2 olmalıdır?
3. (Serway&Beichner, 9.33) Bir bilardo topu, 5 m/s hızla harekette iken aynı kütleli
durgun bir topa çarpar. Çarpışmadan sonra top, ilk hareket yönüne göre 30  açı altında
4,33 m/s hızla hareket eder. Esnek çarpışmayı göz önüne alarak (sürtünme ve dönme
hareketini dikkate almadan), çarpılan topun hızının yönünü ve büyüklüğünü bulunuz.
4. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 8.35) Kütlesi 126 gr olan bir cisim, +x ekseni
boyunca 0,875 m/s bir hızla hareket etmektedir. Cismin hemen önünde, aynı yönde ve
aynı hızla hareket eden kütlesi 9,66 kg olan ikinci bir cisim bulunmaktadır. Belli bir
noktada kütlesi büyük olan cisim, bir duvar ile tam esnek çarpışma yaparak geri döner
ve küçük kütleli cisme çarpar. Çarpışmadan sonra küçük kütleli cismin hızını bulunuz.
5. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 8.52) 0,2 kg, 0,1 kg ve 0,3 kg kütleli üç nokta



cisim xy-düzleminde sırasıyla, r1  0 m, r2  (0,3 m) ˆj ve r3  (0,2 m)iˆ  (0,2 m) ˆj
konum vektörleri ile tanımlıdır. Sistemin kütle merkezini bulunuz.
6. (Giancoli, 9.68)
N
H
H
H
Amonyak molekülünün kütle merkezini bulunuz. Kimyasal
formül NH3’ tür. Hidrojenler, tepesinde azot atomu olan bir
piramidin, bir eşkenar üçgen (kenarı 0,16 nm) oluşturan
tabanının köşelerinde yer almaktadırlar. Azot, üçgenin
düzleminden 0,037 nm uzaktaki tepesindedir.
7. (Berkeley Cilt-I, 3.18) m1 =2 gr ve m2 =5 gr kütleli iki cismin çarpışmadan hemen


önceki hızları v1i  10 iˆ cm/s ve v2i  3 iˆ  5 ˆj cm/s’ dir. Cisimler çarpışınca
birbirlerine yapışıyorlar. a) Son hızlarının büyüklükleri nedir? b) Çarpışma sırasında
başlangıçtaki kinetik enerjileri ne oranda kaybolur?
A.Ozansoy, 2016
1
8. (Young&Freedman, 8.76) Kütlesi 0,100 kg olan bir taş parçası, sürtünmesiz ve yatay
bir zemin üzerinde hareketsiz olarak durmaktadır. Kütlesi 6 gr olan bir mermi 350 m/s
hızla yatay olarak hareket ederken bu taşa çarpıp sekiyor ve orijinal yönüne dik yönde
(yukarı doğru) 250 m/s hızla hareketine devam ediyor. a) Çarpışma sonunda taşın
hızının yönü ve büyüklüğü nedir? b) Bu çarpışma tamamen esnek midir?
9. (Oman&Oman, 10.1) Bir balistik sarkaç, iplerle asılmış tahta bir bloktan oluşan ve
bir merminin süratini ölçmeye yarayan bir alettir. Mermi, bloğa doğru ateşlendikten
sonra tahta yükselir. 350 m/s hızla hareket eden 12 gr’ lık bir mermi 5 kg’ lık bloğa
ateşlendiğinde, tahta blok kaç m yükselir?
10. (Karaoğlu,6.15) Doğu yönünde gitmekte olan 800 kg kütleli bir otomobil ile kuzey
yönünde gitmekte olan 1200 kg kütleli bir kamyonet bir kavşakta çarpışıp
kenetleniyorlar. Yerdeki tekerlek izlerine göre, araçlar doğu ile 37° açı yapan bir
doğrultuda 9 m sürükleniyorlar. Asfaltın sürtünme katsayısı 0,8 olduğuna göre, her iki
aracın çarpışmadan önceki hızlarını bulunuz.
11. (Young&Freedman, 8.94) Hareketsiz durmakta olan bir 232Th (Toryum) atomu, bir
alfa parçacığı yayarak, 228Ra (Radyum) atomuna dönüşüyor. Bozunma ürünlerinin
toplam kinetik enerjisi 6,54  10 13 J’ dür. Bir alfa parçacığının kütlesi 228Ra ’ un
kütlesinin %1,76’ sına denk gelmektedir. Geri tepen atom 228Ra ’un ve alfa
parçacığının kinetik enerjilerini hesaplayınız.
12. (Ozerov&Vorobyevi, Örnek 1.26 (a))
Bir argon atomu durgun bir N2 molekülünün N-N
bağına dik olarak geliyor ve N atomlarından birine
çarpıyor. Argon atomunun hızı v  400 m / s ’ dir.
Çarpışma esnektir. Atomlar arası uzaklıkta N-N bağı
0,109 nm’ dir. Çarpışmadan sonra N2 molekülünün
kütle merkezinin hızını hesaplayınız.
A. Ozansoy, 2016
i
“Physics for Chemists”, Ruslan P. Ozerov and Anatoli A. Vorobyev Elsevier, 2007
2