Page 40 - Fen Lisesi Fizik 12 | 1. Ünite

1.

ÜNİTE 1.3. AÇISAL MOMENTUM
1.3. AÇISAL MOMENTUM

1.3.1. AÇISAL MOMENTUM

Dönme hareketi yapan cisimlerde çizigisel momentum ile birlikte bir de açısal momentum vardır. Dönen ci-
simler göz önüne alındığında makro âlemde bilgisayar CD’sinin, bisiklet tekerinin, topacın, buz pateni yapan
bir sporcunun kendi ekseni etrafında dönmesi ve gezegenlerin belli yörüngelerde hareket etmesi gibi birçok
olayda fiziksel nicelik olarak açısal momentum oluşur. Açısal momentum niceliği mikroskobik ölçekte de ge-
çerli olup molekül ve çekirdek fiziğinin modern teorilerinin geliştirilmesinde etkin olarak kullanılmaktadır.

Açısal momentumun korunumu, önemli korunum yasalarından olup fiziğin birçok alanında kullanılmaktadır. Ör-
neğin astronomide, atom ve molekül fiziğinde, klasik mekanikte ve kuantum mekaniğinde, çekirdek fiziğinde,
yüksek enerji ve parçacık fiziğinde çözümlemeler yapılırken açısal momentum korunumuna sık sık başvurulur.

Doğrusal yörüngede sabit bir hızla hareket eden bir
cismin hızının ve kütlesinin çarpımı (P=m.v) çizgisel
momentumunun büyüklüğüdür. Çizgisel momen-
tum cismin şekline bağlı değildir. Vektörel bir bü-
yüklük olup yönü hız vektörüyle aynı yöndedir. Bir
cismin çizgisel momentumunun seçilen referans
noktasına olan uzaklığı ile çarpımına açısal momen-
tum denir. Açısal momentum, çizgisel momentu-
mun torku olarak da tanımlanabilir.

56 Görsel 1.3.1’de görüldüğü gibi bir sporcu, ipe bağlı Görsel 1.3.1: Çekiç atan sporcu
çekici belli bir hızla çevirdiği zaman dönme ekseni-
ne göre çekice açısal bir momentum kazandıracaktır.
Çekicin kazanmış olduğu açısal momentum, çekicin Bir eğitmenin gözetimi altında değilseniz
dönme eksenine uzaklığı ile çizgisel momentumunun ! çekiç atmayınız. Gerekli güvenlik önlemlerini
çarpımı kadardır. Oluşan açısal momentum vektörü almadan çekiç atmaya çalışmanız kendinize
L, yarıçap vektörü r ve çizgisel momentum vektörü P ve çevrenize ciddi zararlar verebilir.
Şekil 1.3.1’de gösterilmiştir.

Açısal momentum L ile gösterilir ve vektörel bir bü-
yüklüktür. Yönü, P ve r vektörlerinin bulunduğu düz-
leme diktir ve sağ el kuralıyla bulunur. SI'da birimi ω 2v L 2v
kg.m /s = N.m.s = J.s'dir. Açısal momentum büyüklü-
2
ğünün, çizgisel momentum büyüklüğü ile arasındaki
ilişki şu şekilde yazılabilir:

L = P.r

L=r x P formülü düzenlenirse ve çizgisel momentum r 2 v
açısal momentumdaki yerine yazılırsa açısal mo- 2 v v v 2 v 1
mentumun büyüklüğü şu şekilde ifade edilir:

L = m.v.r
Şekil 1.3.1: Açısal hız, açısal momentum ve çizgisel
hızın vektörel gösterimi