Problemin Çözümü
Cevap:
Bu problemde, bir topun duvarla temas süresini bulmamız isteniyor. Soruda verilen bilgilerle hareket edersek, topun duvara çarpıp geri sektiğindeki hareket değişimini inceleyebiliriz. Bu tür problemler genellikle momentum ve kuvvet ilişkileriyle çözülür. İşte adım adım nasıl çözebileceğimiz:
Adım 1: Verilenleri Belirleme
- Topun kütlesi (m) = 200 g = 0.2 kg
- İlk hız (v_1) = 20 m/s
- Çarpışmadan sonraki hız (v_2) = -30 m/s (ters yön)
- Kuvvet (F) = 25 N
Adım 2: Momentum Değişimi Hesaplama
Momentum değişimi (\Delta p) şu şekilde bulunur:
\Delta p = m \cdot (v_2 - v_1)
Topun momentum değişimini hesaplayalım:
\Delta p = 0.2 \cdot (-30 - 20)
\Delta p = 0.2 \cdot (-50)
\Delta p = -10 \, \text{kg m/s}
Adım 3: Temas Süresini Hesaplama
Momentum değişimi ve kuvvet ilişkisini kullanarak temas süresini (t) şu formülle bulabiliriz:
F \cdot t = \Delta p
25 \cdot t = 10
t = \frac{10}{25} = 0.4 \, \text{saniye}
Final Cevap:
Topun duvarla temas süresi 0.4 saniyedir. Dolayısıyla doğru cevap 3. şıktır.