Bu bölümde, doğrusal momentum ve itme kavramlarını öğreneceğiz. İtme-momentum teoremini anlayacak ve kuvvet-zaman grafiklerinden itme hesaplamayı öğreneceğiz.
Doğrusal momentum ($\vec{p}$), bir cismin kütlesi ile hızının çarpımına eşit olan vektörel bir büyüklüktür. Birimi $\text{kg} \cdot \text{m/s}$'dir.
Momentum, cismin hareket miktarının bir ölçüsüdür. Büyük kütleli veya hızlı cisimler daha büyük momentuma sahiptir.
3 kg kütleli bir cisim 4 m/s hızla doğuya doğru hareket ediyor. Momentumunu bulunuz.
İtme ($\vec{J}$), bir kuvvetin belirli bir zaman aralığında oluşturduğu etkidir. Birimi $\text{N} \cdot \text{s}$ veya $\text{kg} \cdot \text{m/s}$'dir (momentumla aynı birim).
Kuvvet sabit değilse, itme kuvvet-zaman grafiğinin altındaki alan olarak hesaplanır:
Bir cisme uygulanan itme, cismin momentumundaki değişime eşittir:
Bu teorem, Newton'un 2. yasasının integral formudur ve özellikle kuvvetin zamanla değiştiği durumlarda çok kullanışlıdır.
2 kg kütleli bir cisme 10 N'luk sabit kuvvet 3 saniye boyunca etki ediyor. İtme ve momentum değişimini bulunuz.
4 kg kütleli bir cisim 2 m/s hızla giderken, cisme 24 N·s itme uygulanıyor. Son hızı kaç m/s'dir? (Kuvvet hareket yönünde)
Bir cisme etki eden kuvvetin $F-t$ grafiği $0-2$ s arasında 5 N, $2-5$ s arasında 10 N şeklindedir. $0-5$ s arasındaki itmeyi bulunuz.
0.2 kg kütleli bir top duvara 8 m/s hızla çarpıp aynı hızla geri dönüyor. Çarpışma süresi 0.02 s ise duvarın topa uyguladığı ortalama kuvveti bulunuz.