Examkin

Question

Difficulty: MediumAçısal Momentum ve Korunumu

Hava direncinin ihmal edildiği bir ortamda, başlangı��ta hareketsiz duran bir helikopterin ana pervanesi üstten bakıldığında saat yönünde dönmeye başladığında, helikopterin gövdesi toplam açısal momentumun korunması amacıyla üstten bakıldığında saat yönünün tersi yönünde dönmeye başlar.

Answer: Answer

Answer

Helikopter gövdesi, toplam açısal momentumun korunması amacıyla pervanenin dönüş yönünün tersine (saat yönünün tersi yönünde) dönmeye başlar.
İfadenin doğru olmasının nedeni, helikoptere etki eden net dış torkun sıfır olması sebebiyle toplam açısal momentumun korunmasıdır. Başlangıçta açısal momentum sıfır olduğundan, pervanenin saat yönündeki açısal momentumu ile gövdenin saat yönünün tersi yönündeki açısal momentumu birbirini sıfırlayarak korunum yasasını sağlar.

Step-by-Step Solution

1
Helikopterin pervanesi ve gövdesinden oluşan sistemi tanımlayarak dış torkların varlığını analiz etmek.
Sisteme etki eden net dış tork sıfırdır (τdıs¸=0\tau_{\text{dış}} = 0).
Hava direnci ihmal edildiğinden ve sisteme dışarıdan dönme yönünde bir kuvvet etki etmediğinden net dış tork sıfırdır. Dış tork sıfır olduğunda sistemin toplam açısal momentumu korunur.
2
Sistemin başlangıçtaki toplam açısal momentumunu belirlemek.
Başlangıçta helikopter durgun olduğundan ilk açısal momentum sıfırdır (Lilk=0L_{\text{ilk}} = 0).
Korunumu uygulamak için ilk durumu ve toplam açısal momentum değerini tanımlamak gerekir.
3
Pervane dönmeye başladıktan sonraki açısal momentum korunumunu yazmak.
Lilk=Lson⇒0=Lpervane+Lgo¨vdeL_{\text{ilk}} = L_{\text{son}} \Rightarrow 0 = L_{\text{pervane}} + L_{\text{gövde}}
Dış tork sıfır olduğu için toplam açısal momentumun son durumda da sıfır olması gerekir.
4
Açısal momentum vektörlerinin yön ilişkisinden gövdenin dönme yönünü belirlemek.
Lgo¨vde=−LpervaneL_{\text{gövde}} = -L_{\text{pervane}} olduğundan gövde, pervanenin dönme yönünün tersine (saat yönünün tersi yönünde) döner.
Toplamın sıfır kalabilmesi için pervanenin açısal momentum vektörü ile gövdenin açısal momentum vektörü eşit büyüklükte ve zıt yönlü olmalıdır.

Key Concept

Dış torkun sıfır olduğu durumlarda açısal momentumun korunumu
Rate this question

Topics

Açısal Momentum ve Korunumu

More questions from this topic