Momentum

Newton'un sarkacı (Newton'un beşiği), momentumun korunumunu inceleyen, basit sarkaçların yan yana bağlanmasıyla oluşan çoklu sarkaçtır. Bu alet, şu şekilde çalışır: Aynı hizada ve bir sarkaçta yer alan birkaç toptan oluşan beşikte, bir top kaldırıldığında topa bir enerji yüklenir. Kaldırılan top, diğer topa değeceği sırada bu enerji kinetik enerjiye dönüşür. Birinci top, ikinci topa değdiğinde momentumu bu topa geçer. Bu şekilde en son topa kadar momentum transferi devam eder. Son top, aldığı momentum transferi sonucu havaya kalkar ve aynı şekilde oluşan momentum transferi, bu defa sondan başlayarak ilk topa doğru gider. Newton'un sarkacı, aynı zamanda, etki-tepki yasasını da görselleştirir.

Enerji-momentumun korunumu, genel görelilikte Einstein'ın alan denklemleri ile sağlanır. Genel görelilik, enerji korunumu konusunda net bir cevap vermez; ancak, enerji-momentum korunumu, eğri bir uzay-zamanda da geçerlidir.

Momentum korunumu, yalıtılmış bir sistemin çarpışmadan önceki toplam momentumunun, çarpışmadan sonraki toplam momentumuna eşit olması durumudur. Bu durum, iki parçacıklı bir sistemde şu şekilde ifade edilir: p1i + p2i = p1s + p2s. Momentum korunumu, özellikle çarpışan parçacıklardan oluşan sistemlerin davranışlarının açıklanmasında önemli bir rol oynar. Momentum korunumu, çarpışmanın türüne bağlı olarak kinetik enerjinin korunup korunmamasına göre iki ana kategoriye ayrılır: Elastik çarpışma: Momentum ve kinetik enerji korunur. Esnek olmayan çarpışma: Momentum korunur, ancak kinetik enerji korunmaz.

Evet, momentumun korunumu vektöreldir. Momentum, vektörel bir büyüklüktür; hem miktarı hem de yönü vardır.

Açısal ve çizgisel momentum, sisteme dışarıdan bir tork veya dönme momenti uygulanmadığında korunur. Çizgisel momentum, Newton'un ikinci yasası gereği, momentumun zamana göre değişimi bir kuvvetin etkisini gösterdiğinden, sisteme etki eden bir kuvvet olmadığı sürece korunur. Açısal momentum, sisteme dışarıdan bir tork uygulanmadığı sürece korunur; açısal momentumdaki değişiklik, zaman içinde etkiyen bir tork nedeniyle olur.

Yatay atışta momentum için yere bakılmasına gerek yoktur. Yatay atış hareketinde, cisim yalnızca yatay doğrultuda sabit hızlı hareket yapar çünkü yatay doğrultuda ona etki eden bir kuvvet yoktur.

Momentum ve kinetik enerji korunumu, farklı türdeki çarpışmalarda farklı koşullarda gerçekleşir: Esnek çarpışmalarda hem momentum hem de kinetik enerji korunur. Esnek olmayan çarpışmalarda momentum korunur, ancak kinetik enerji korunmaz. Momentumun korunumu, dış kuvvetin olmadığı her durumda geçerlidir.

Emtia Kanal Endeksi (CCI), bir finansal aracın istatistiksel ortalamasından sapmalarını ölçerek aşırı alım ve aşırı satım seviyelerini belirlemek için kullanılan bir momentum osilatörüdür. CCI, Donald Lambert tarafından geliştirilmiş olup, başta emtialar olmak üzere çeşitli menkul kıymetlerdeki döngüleri tanımlamak için kullanılır. CCI, sıfırın üzerinde olduğunda, fiyat tarihsel ortalamanın üzerinde; sıfırın altında olduğunda ise tarihsel ortalamanın altında işlem görür. CCI'nın bazı kullanım amaçları: Trendin gücünü değerlendirme. Yeni trendlerin tespiti. Geri dönüşlerin belirlenmesi. Tüm teknik göstergeler gibi CCI da tek başına kullanılırken mükemmel değildir.

Genel Görelilik'te enerji ve momentum şu şekilde tanımlanır: Enerji. Momentum. Ayrıca, Genel Görelilik'te enerji ve momentum arasındaki ilişki, Einstein alan denklemleriyle belirlenir.

Momentumda "m" kütle, "v" ise hızın birimidir. Kütle birimi: kilogram (kg). Hız birimi: saniyede metre (m/s). Bu durumda, momentum birimi kilogram çarpı metre bölü saniye (kg·m/s) olarak ifade edilir.

Sarkaç ile topun neden zıpladığına dair bilgi bulunamadı. Ancak, topun zıplamasının nedeni, elastikiyet prensibiyle ilişkilidir. Topun zıplamasını etkileyen faktörler: Malzeme özellikleri. Topun hızı ve yüksekliği. Yüzeyin sertliği. Topun hava basıncı.

Newton beşiğinin içinde top bulunmasının sebebi, momentumun korunumu yasasını incelemektir. Newton beşiği, basit sarkaçların yan yana bağlanmasıyla oluşan çoklu sarkaçtır.

Esnek çarpışma, çarpışan cisimlerde çarpışma sonrasında şekil değişikliğinin olmadığı, çizgisel momentumun ve kinetik enerjinin korunduğu çarpışmadır. Gerçekte, tam elastik çarpışmalar günlük yaşamda deneyimlenmez. Esnek çarpışma türleri: Merkezî esnek çarpışma: Çarpışan cisimlerin kütle merkezleri çakışacak şekilde gerçekleştiğinde. İki boyutta esnek çarpışma: Hareket doğrultuları değişecek şekilde gerçekleşen çarpışmalar. Esnek çarpışmalara örnekler: Bilardo topu çarpışmaları; Herhangi bir sıcaklıkta hava moleküllerinin duvarla çarpışması; Sert bilardo topları veya Newton beşiğindeki topların çarpışması.

İtme (impuls), bir süre boyunca etki eden bir kuvvetin tüm etkisinin miktarını belirten bir terimdir. Momentum, hareket eden kütlenin bir ölçümüdür. İtme ve momentum arasındaki ilişki: Bir cisme uygulanan itme, cismin momentum değişimine eşittir.

Esnek çarpışma, çarpışan cisimlerde çarpışma sonrasında şekil değişikliği olmayan ve kinetik enerjinin de korunduğu çarpışmadır. Merkezi çarpışma, çarpışan cisimlerin hareket doğrultusunun, cisimlerin merkezlerini birleştiren doğru üzerinde olduğu çarpışmalardır. Merkezi olmayan çarpışma hakkında bilgi bulunamamıştır. Not: Gerçek yaşamda tam esnek çarpışmalar nadirdir; ancak, bilardo topları veya bir Newton beşiğindeki toplar gibi örnekler, makroskopik boyutta yaklaşık olarak esnek çarpışma kabul edilir.

Moment ve momentum arasındaki temel farklar şunlardır: Kavram Temeli: Moment, bir kuvvetin bir nesneyi döndürme etkisini tanımlar ve genellikle dönme hareketi ile ilişkilidir. Momentum, bir nesnenin doğrusal hareketini ve bu hareketin korunmasını ifade eder. Hesaplama: Momentin hesaplanmasında, kuvvetin uygulandığı nokta ile dönme merkezine olan mesafe dikkate alınır. Momentumda ise sadece nesnenin kütlesi ve hızı dikkate alınır. Fiziksel Bağlam: Moment, mühendislik ve mekanik gibi alanlarda yapıların denge ve stabilitesini analiz etmek için kullanılır. Momentum, fizik, mühendislik ve spor gibi çeşitli alanlarda, çarpışmaların analizi, mermilerin hareketinin hesaplanması ve hareketli nesnelerin davranışının anlaşılması gibi durumlarda kullanılır.

Elastik ve inelastik arasındaki temel fark, kinetik enerjinin korunumu ve çarpışmadan sonra nesnelerin davranışında yatmaktadır. Elastik Çarpışma: Hem momentum hem de kinetik enerji korunur. Enerji, ısı veya ses gibi diğer enerji formlarına dönüştürülmez. Çarpışmaya katılan nesneler kalıcı bir deformasyona uğramadan birbirlerinden sekerler. İnelastik Çarpışma: Momentum korunur, ancak kinetik enerji korunmaz. Kinetik enerjinin bir kısmı ısı, ses veya iç enerji gibi diğer enerji formlarına dönüştürülür. Çarpışmadan sonra nesneler birbirine yapışabilir veya kalıcı deformasyonlarla ayrı hareket edebilir. Gerçek dünyada görülme sıklığı: Elastik çarpışmalar makroskopik gerçek dünyada nadirdir ve genellikle idealize senaryolardır.

Momentum transferi, bir parçacığın bir diğerine momentum (hareket miktarı) aktarması işlemidir. Bu süreç, çeşitli alanlarda farklı şekillerde gerçekleşebilir: Akışkan dinamiği: Viskozite nedeniyle akışkanın farklı katmanları arasında momentum aktarılır. Klasik mekanik: Hareket halindeki bir cisim, duran bir cisme çarptığında, hareket halindeki cismin bir kısmı momentumunu duran cisme aktarır ve bu cisim hareket etmeye başlar. Kuantum mekaniği: Genellikle parçacıkların, örneğin elektronların, fotonların veya nötronların bir hedeften saçılması sırasında momentum transferi gerçekleşir. Momentum transferi, ayrıca itme-momentum teoremi ile de açıklanır; bu teoreme göre, bir cismin momentumundaki değişim, üzerine uygulanan kuvvetin zamanla çarpımına eşittir (J = Δp = F Δt).

Newton'un beşiği, momentumun ve enerjinin korunumu yasalarına göre çalışır. Momentumun korunumu: İlk top kaldırılıp bırakıldığında, sahip olduğu momentum (kütle x hız) ve kinetik enerji (hareket enerjisi) yanındaki topa aktarılır. Enerjinin korunumu: Top yere düşerken potansiyel enerji (depolanmış enerji) kinetik enerjiye dönüşür. Gerçek dünyada, sürtünme ve hava direnci gibi faktörler enerji kaybına neden olur.

Merkezi esnek olmayan çarpışma, bir boyutta gerçekleşen esnek olmayan çarpışmalara verilen addır. Bu tür çarpışmalarda: Çizgisel momentum korunur. Kinetik enerji korunmaz; bir kısmı ısıya, sese veya materyalin deformasyonuna dönüşür. Cisimler birbirine yapışmayabilir, ancak kinetik enerjinin bir kısmı kaybedilir. Örnek olarak, sürtünmelerin ihmal edildiği yatay bir düzlemde, m kütleli bir cismin 10v büyüklüğünde hızla durmakta olan 2m kütleli bir cisme merkezi olarak çarpması verilebilir. Merkezi esnek olmayan çarpışmalar, tamamen esnek olmayan çarpışmalar olarak da adlandırılabilir.