Fizik I Ödev 5 1. Kütlesi 3,00 kg olan çelik bir bilye, sağlam bir

Fizik I Ödev 5
1. Kütlesi 3,00 kg olan çelik bir bilye, sağlam bir duvara 10,0 m/s süratle,
duvar yüzeyi ile 60 derece açı yapacak şekilde atılmıştır. Bilye duvardan aynı
süratle ve aynı açıyı yapacak şekilde yansımıştır. Bilye duvar ile 0,200 s temas
halinde kalıyorsa bilye üzerinde duvarın uyguladığı ortalama kuvveti bulunuz.
2. Kütlesi 65,0 kg olan bir kişi yere göre sürati 30,0 m/s olan 0,0450 kg kütleli bir kartopunu ileri
yönde fırlatmıştır. Kütlesi 60,0 kg olan ikinci bir kişi bu kartopunu yakalamıştır. Her iki kişi de
buz pateni üzerindedir. Topu fırlatan kişi başlangıçta 2,50 m/s sürat ile ileri yönde
gitmektedir. Aralarında kartopu alışverişi olduktan sonra bu kişilerin süratleri nelerdir. Buz
patenleri ile buz arasındaki sürtünmeyi ihmal ediniz.
3. Yerden yüksekliği 1,00 m olan bir masanın kenarında duran 250 g kütleli bir bloğa doğru 8,00
g kütleli bir mermi ateşlenmiştir. Mermi bloğun içinde kalmış ve çarpmadan sonra blok
masanın ayağından 2,00 m uzakta yere düşmüştür. Merminin ilk hızını bulunuz.
4. Kütlesi 12,0 g olan bir mermi, sürtünmesiz düzlem üzerinde hareketsiz duran ve 150 N/m yay
sabitine sahip yaya bağlanmış 100 g kütleli bloğa yatay doğrultuda ateşlenmiştir. Mermi
bloğun içinde saplanıp kalmıştır. Blok-mermi sistemi yayı en fazla 80.0 cm sıkıştırdığına göre
merminin çarpmadan önceki sürati nedir.
5. Kütleleri 4,0 kg, 10 kg, ve 3,0 kg olan üç arabanın süratleri sırasıyla 5,0 m/s, 3,0 m/s, ve 4,0
m/s’dir ve hareket yönleri şekilde gösterildiği gibidir. (a) Arabalar çarpıştıktan sonra
birbirlerine yapışmaktadırlar. Bu üç arabanın bir araya geldikten sonra süratleri nedir. (b)
Verdiğiniz cevap için arabaların aynı anda çarpışıp birleşmesi önemli midir?
6. Sağa doğru 20,0 cm/s hızla giden 5,00 g kütleli cisim, başlangıçta durgun olan 10,0 g kütleli
cisim ile esnek çarpışma yapmıştır. (a) Çarpışmadan sonra cisimlerin hızlarını bulunuz. (b)
Hangi oranda kinetik enerji 10,0 g’lık kütleye aktarılmıştır.
7. Sağa doğru 20,0 cm/s hızla giden 10,0 g kütleli bir cisim, 15,0 g kütleli ve zıt yönde 30,0 cm/s
hızla giden bir cisim ile esnek çarpışma yapmıştır. Çarpışmadan sonra her bir cismin hızını
bulunuz.
8. Kütlesi 0,50 kg olan bir cisim orijinde durmaktadır. Büyüklüğü 3,0 N olan bir kuvvet +xyönünde 1,50 s etki etmektedir. (a) Bu zaman aralığının sonunda cismin hızı nedir. (b) Bu ilk
zaman aralığının sonundan itibaren –x-yönünde 4,0 N büyüklüğünde sabit bir kuvvet 3,0 s
etki etmiştir. Bu 3,0 s’lik zaman aralığı sonunda cismin hızı nedir.
9. Şekildeki gibi sürtünmesiz bir ray üzerinde hareketi ele alalım. Kütlesi m1=5,00 kg olan bir
cisim A noktasından bırakılmış ve B noktasında kütlesi m2=10,0 kg olan cisim ile esnek
çarpışma yapmıştır. Çarpışmadan sonra m1 kütlesi en fazla ne kadar yükselir.
10. İlk sürati v, kütlesi m olan bir mermi, sarkacın ucunda asılı olan M kütlesini tamamen şekilde
görüldüğü gibi delip geçmiştir. Mermi ilk süratinin yarısı v/2 sürati ile M kütlesini terk
etmiştir. M kütlesini tutan sarkaç kolu l uzunluğunda sağlam bir çubuktur ve kütlesi ihmal
edilebilir. Hangi minimum v sürati için sarkaç tam bir dönmeyi zar zor tamamlayabilir.
11. Her biri 5,00 g olan buz küpleri sürtünmesiz rayların
üzerinde kayarak düzgün aralıklarla şekildeki gibi
duvara fırlatılmışlardır. Durgun olarak bırakılan küpler
raylar üzerindeki hareketleri sırasında net 1,50 m
düşüp yatayla 40,0 derece açı yapacak şekilde raydan
ayrıldıktan sonra yörüngelerinin en tepe noktasında
duvara çarpıp yatay olarak çarpma hızlarının yarısı
hızda geri yansımaktadırlar. Duvara, dakikada 10 buz
küpü çarpıyor ise duvara etki eden ortalama kuvveti
hesaplayınız.
12. Başlangıçta sürtünmesiz yüzeyde hareketsiz duran
m1=800 kg kütleli bir top, m2=10,0 kg'lık mermi ile doldurulmuştur. Top, şekil (a)'daki gibi
m3=7990 kg kütlelik = 4500 N/m yay sabitli yaya bağlanmış bir hedefe doğrultulmuştur. Daha
sonra top ateşlenmiş ve top mermisi m3 kütlesi ile tam esnek-olamayan çarpışma yapmış ve
(b)'de görüldüğü gibi kütleye saplanmıştır. Bu kenetlenmiş cisimler, yayı şekil (c)'deki gibi
maksimum d=0,500 m sıkıştırmıştır. (a) m2 kütlesinin m3 kütlesine çarpmazdan hemen önceki
sürati nedir. Merminin toptan ayrıldıktan sonra düz ilerlediğini varsayınız. (b) Topun geri
tepme sürati nedir. (c) Top sağa doğru geri tepmiş ve A noktasından sonra kinetik sürtünme
katsayısı μk=0,600 olan yüzey üzerinde hareket etmektedir. A noktasını geçtikten sonra top ne
kadar mesafe gidip durur.
13. Eğri şeklinde, m2=3,00 kg kütleli, sürtünmesiz düzlemin üzerinde duran bir kamanın
tepesinden m1=0,500 kg kütleli küçük bir cisim serbest bırakılmıştır. Cisim kamayı terk
ettiğinde hızı sağa doğru 4,00 m/s olarak ölçülmüştür. (a) Cisim yatay zemine ulaştığında
kamanın sürati nedir? (b) Kamanın h yüksekliği nedir?
14. Kütleleri birbirine eşit m=0,250 kg olan iki araba, bir ucuna k=50,0 N/m yay sabitine sahip
hafif bir yayın bağlandığı sürtünmesiz bir raya yerleştirilmişlerdir. Kırmızı arabaya sağa doğru
3,00 m/s hız verilmiş ve mavi araba başlangıçta hareketsizdir. Arabalar esnek çarpışma
yaptığına göre: (a) İlk çarpışmadan sonra arabaların süratleri ne olur. (b) Yay en fazla ne kadar
sıkışır.