İtme (İmpuls), Momentum Yeni Nesile Geçiş Test Çöz

Sorular

1. Hava sürtünmesinin ihmal edildiği ortamda m kütleli bir cisim yatay doğrultuyla θ açısı yapacak şekilde v₀ eğik atış hızıyla fırlatılıyor. Bu cismin fırlatıldığı andan maksimum yükseklik seviyesine ulaşana kadar geçen sürede momentumundaki değişim vektörünün yönü için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

   • A) Atış hızı doğrultusundadır.
   • B) Yatay doğrultuda ve hareket yönündedir.
   • C) Düşey doğrultuda ve aşağı yönlüdür.
   • D) Düşey doğrultuda ve yukarı yönlüdür.
   • E) Maksimum yükseklikteki hız vektörü doğrultusundadır.

2. Sürtünmesiz yatay düzlemde m kütleli bir top v hızıyla şekildeki gibi yatayla 30° açı yapacak şekilde sert bir duvara çarpıp aynı açı ve aynı hız büyüklüğüyle yansıyor. Duvarın topa uyguladığı ortalama kuvvetin yönü ve topun momentumundaki değişimin büyüklüğü sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir? (sin30° = 0.5, cos30° = √3/2)

   • A) Duvara dik ve dışarı doğru, mv√3
   • B) Duvara paralel ve yukarı doğru, mv
   • C) Duvara dik ve içeri doğru, 2mv
   • D) Duvara paralel ve aşağı doğru, mv√3
   • E) Duvara dik ve dışarı doğru, mv

3. Mühendisler, tren vagonlarının birbirine bağlanma noktalarında bulunan tampon mekanizmalarını tasarlarken momentum değişimi ilkelerini kullanırlar. Farklı yay sertliklerine sahip tamponlar test edildiğinde, vagonların çarpışma anındaki momentum değişimleri aynı kalmasına rağmen daha yumuşak yayların vagondaki hassas yüklere zarar vermediği görülmüştür. Bu durumun nedeni aşağıdaki çıkarımlardan hangisiyle en iyi açıklanır?

   • A) Yumuşak yaylar, vagonun toplam kütlesini azaltarak ivmeyi düşürür.
   • B) Yumuşak yaylar, durma süresini uzatarak vagon gövdesine iletilen zirve kuvveti azaltır.
   • C) Yumuşak yaylar, toplam momentum değişimini sıfırlayarak enerjiyi tamamen yok eder.
   • D) Sert yaylar, vagonların çarpışmadan sonraki geri tepme hızını tamamen engeller.
   • E) Yumuşak yaylar, etki eden net itmeyi artırarak hızı daha kararlı hale getirir.

4. Sürtünmesiz yatay düzlemde +x yönünde v hızıyla giden m kütleli bir bilye, düşey bir duvara tam esnek olarak çarpıp aynı büyüklükteki v hızıyla geri dönüyor. Duvarın bilyeye uyguladığı itmenin büyüklüğü ve yönü aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

   • A) mv büyüklüğünde, +x yönünde
   • B) Sıfır
   • C) 2mv büyüklüğünde, -x yönünde
   • D) mv büyüklüğünde, -x yönünde
   • E) 2mv büyüklüğünde, +x yönünde

5. Bir fizik öğrencisi, özdeş iki yumurtayı aynı yükseklikten serbest bırakıyor. Yumurtalardan biri beton zemine çarparak hemen kırılırken, diğeri kalın bir sünger minderin üzerine düşüyor ve kırılmıyor. Öğrenci bu gözlemi Newton'ın ikinci kanunu (Δp = F_net · Δt) çerçevesinde yorumladığında, sünger minderin yumurtayı korumasındaki temel nedeni nasıl açıklamalıdır?

   • A) Sünger minder, yumurtanın çarpma anındaki toplam momentum değişimini azaltmıştır.
   • B) Sünger minder, yumurtaya etki eden net itme kuvvetinin süresini artırarak ortalama kuvveti düşürmüştür.
   • C) Sünger minder, yumurtanın beton zemine göre daha küçük bir hızla durmasını sağlamıştır.
   • D) Sünger minder, yumurtanın üzerindeki yer çekimi ivmesini havada yavaşlatmıştır.
   • E) Sünger minder, yumurtaya çarpışma boyunca uygulanan toplam net itmeyi sıfıra indirmiştir.

6. Bir golf oyuncusu, yerdeki 45 gramlık bir golf topuna sopasıyla vurduğunda sopanın topa uyguladığı kuvvetin zamana bağlı grafiği simetrik bir üçgen şeklindedir. Tepe noktasında kuvvetin maksimum değeri 4000 N'a ulaştığına ve vuruş etkileşimi toplam 2 milisaniye (0.002 s) sürdüğüne göre, topun sopadan ayrılma hızı yaklaşık kaç m/s olur?

   • A) 44
   • B) 65
   • C) 89
   • D) 110
   • E) 178

7. Kütleleri sırasıyla m, 2m ve 3m olan üç cisim sürtünmesiz yatay düzlemde aynı yönde hareket etmektedir. Bu cisimlere hareket yönleriyle aynı doğrultuda uygulanan net kuvvetler ve uygulama süreleri sırasıyla (F, 2t), (2F, t) ve (F/2, 4t) olduğuna göre, cisimlerin momentum değişimleri sırasıyla ΔP₁, ΔP₂ ve ΔP₃ arasındaki ilişki nedir?

   • A) ΔP₁ > ΔP₂ > ΔP₃
   • B) ΔP₃ > ΔP₁ = ΔP₂
   • C) ΔP₁ = ΔP₂ = ΔP₃
   • D) ΔP₂ > ΔP₁ > ΔP₃
   • E) ΔP₃ > ΔP₂ > ΔP₁
8. 

   Yatay ve doğrusal bir yolda hareket eden 1000 kg kütleli bir otomobilin momentum-zaman grafiği şekilde verilmiştir. Buna göre, araca (0-10) saniye aralığında etki eden net kuvvetin büyüklüğü kaç Newton'dır?

   • A) 1000
   • B) 1500
   • C) 2000
   • D) 500
   • E) 2500

9. Bir tenisçi, karşıdan gelen 0.1 kg kütleli ve 20 m/s hızlı tenis topuna raketiyle tam dik doğrultuda vurarak topu aynı doğrultuda geri gönderiyor. Raketin topa uyguladığı ortalama kuvvet 160 N ve temas süresi 0.05 saniye olduğuna göre, topun raketten ayrılma hızı kaç m/s'dir?

   • A) 40
   • B) 60
   • C) 80
   • D) 100
   • E) 120

10. Hava direncinin ihmal edildiği bir ortamda serbest düşmeye bırakılan 0.5 kg kütleli bir taşın, hareketinin ilk 3 saniyesinde momentumundaki değişim kaç kg·m/s olur? (g = 10 m/s² alınız.)

    • A) 5
    • B) 10
    • C) 15
    • D) 30
    • E) 45

11. Laboratuvarda yapılan bir deneyde, sabit kütleli bir cisme uygulanan net kuvvetin zamana bağlı grafiği çizilmiştir. Grafikteki kuvvet ekseni değerleri iki katına çıkarılıp zaman ekseni yarıya indirilirse, cismin üzerindeki toplam momentum değişimi ilk duruma göre nasıl etkilenir?

    • A) Yarıya iner.
    • B) İki katına çıkar.
    • C) Değişmez.
    • D) Dört katına çıkar.
    • E) Dörtte birine iner.

12. Sürtünmesiz yatay düzlemde +x yönünde 10 m/s hızla giden 3 kg kütleli bir bloka, hareket doğrultusunda bir dış kuvvet uygulanıyor. Blokun son hızı aynı doğrultuda ve -x yönünde 15 m/s olduğuna göre, bloka uygulanan itmenin yönü ve büyüklüğü aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) +x yönünde, 15 N·s
    • B) -x yönünde, 75 N·s
    • C) -x yönünde, 45 N·s
    • D) +x yönünde, 75 N·s
    • E) -x yönünde, 15 N·s

13. Bir çarpışma testi mühendisi, araçların güvenliğini artırmak için hava yastıklarının çalışma prensibini incelemektedir. Mühendis, kaza sırasında sürücünün kafasına etki eden ortalama kuvveti azaltmak için hava yastığının temel olarak hangi niceliği artırdığı sonucuna varmalıdır?

    • A) Kafanın çarpışma öncesindeki ilk momentumunu
    • B) Çarpışma esnasındaki toplam momentum değişimini
    • C) Aracın kaza sırasındaki ivmelenme ivmesini
    • D) Kafanın yastıkla temas halinde kalma süresini
    • E) Kafaya etki eden toplam net itme (impuls) değerini

14. Yatay ve sürtünmesiz bir buz pistinde durmakta olan 60 kg kütleli bir sporcuya, arkasından gelen antrenörü yatay doğrultuda 120 N büyüklüğünde sabit bir kuvvet uygulamaktadır. Antrenörün sporcuyu itme süresi 1,5 saniye olduğuna göre, bu süre zarfında sporcunun momentumundaki değişim kaç kg·m/s olur?

    • A) 180
    • B) 120
    • C) 90
    • D) 80
    • E) 60

15. Fizik laboratuvarında sürtünmesiz yatay düzlemde hareket eden 2 kg kütleli bir oyuncak arabaya uygulanan net kuvvetin zamana bağlı değişim grafiği verilmiştir. Bu grafikten yararlanarak arabanın momentumundaki değişimi hesaplamak isteyen bir öğrenci, grafik altındaki alanı kullanarak hangi temel fiziksel büyüklüğe doğrudan ulaşır?

    • A) Arabanın kazandığı maksimum ivme değerine
    • B) Arabanın t = 4 s anındaki son hızına
    • C) Arabaya etki eden net itme (impuls) değerine
    • D) Arabanın birim zamandaki kinetik enerji artışına
    • E) Arabanın hareket yönündeki yer değiştirme miktarına
16. 

    Bir fizik laboratuvarında sürtünmesiz yatay ray üzerinde hareket eden 2 kg kütleli bir oyuncak arabaya uygulanan net kuvvetin zamana bağlı değişim grafiği laboratuvar yazılımı tarafından şekildeki gibi çizilmiştir. Bu grafik verilerine göre, arabanın 0-4 saniye aralığındaki hız değişimi (Δv) kaç m/s'dir?

    • A) 5
    • B) 10
    • C) 15
    • D) 20
    • E) 30

17. Özdeş iki yumurtadan biri beton zemine, diğeri ise kalın bir kuştüyü yastığa aynı yükseklikten serbest bırakılıyor. Betona çarpan yumurta hemen kırılırken, yastığa düşen yumurtanın kırılmadığı gözleniyor. Her iki yumurtanın da durana kadar geçen süreçteki momentum değişimleri ve maruz kaldıkları ortalama darbe kuvvetleri ile ilgili yapılan kıyaslamalardan hangisi doğrudur?

    • A) Momentum değişimleri eşittir; ancak betona çarpan yumurtaya etki eden ortalama kuvvet daha büyüktür.
    • B) Yastığa düşen yumurtanın momentum değişimi daha küçüktür; bu yüzden kırılmamıştır.
    • C) Betona çarpan yumurtanın momentum değişimi daha büyük olduğu için daha büyük kuvvete maruz kalmıştır.
    • D) Her iki yumurtaya etki eden ortalama kuvvetler eşit, fakat etkileşim süreleri farklıdır.
    • E) Yastığa düşen yumurtaya uygulanan itme (impuls) daha küçük olduğundan ortalama kuvvet de küçüktür.

Doğru cevaplar ve adım adım çözümler testi tamamladıktan sonra gösterilir.