Fizik Öğretmeni

Günlük hayatta fizikle içiçeyiz. Bir sürü olay fizik kanunlarıyla ilişkilidir. Bu olayları fiziğin o tatlı kanunlarıyla inceleyip onları anlayabilmek insana tarif edilmez zihinsel hazlar vermektedir. Bu yazımızda sizlerle bir tenis topunun sahip olabileceği maksimum hızın nasıl bulunacağını göstermek istiyorum.

Kütlesi M olan ve hızı v olan bir raketle m kütleli bir durgun haldeki tenis topuna vuruluyor. Esnek olan bu çarpışma sonunda topun kazanacağı en büyük hız kaç v olur? (M>>m) 

Çarpışmadan önceki hızlar v,u sonraki hızlar v´,u´ olsun.

Esnek çarpışmalarda momentum ve enerji korunur.

1) Momentumun korunumundan;

Mv+mu = Mv´+mu´

M(+v) + m(0) = Mv´+mu´              

M(+v) = Mv´+mu´                  (1)

olur.

2) Esnek çarpışmalarda kullandığımız hız bağıntısından

v + v´ = u + u´

(+v) + v´   =  0 + u´

Burada v´   soruda verilenler veya sorulan hızlardan olmadığı için verilen veya sorulan cinsinden yazmamız gerekmektedir.

v´  yanlız bırakılırsa

v´= u´+(-v)                              (2)

olur.

(2) nolu eşitlik (1) nolu eşitlikte yerine konursa;

M(+v)  = M (u´-v) +mu´

2Mv = (M+m)u´

u´ =  v bulunur.

M>>m ise M+m değeri bulunurken m ihmal edilebilir dolayısıyla

u´=+2v bulunur

Tenis topu en fazla 2 v hıza sahip olur.

Mustafa DEMİR
forphysics@gmail.com