2019 AYT Fizik Çıkmış Soruları ve Çözümleri

Bisikletliye göre sporcunun hızı, sporcunun yere göre hızından bisikletlinin yere göre hızının vektörel olarak çıkarılmasıyla bulunur: ${\vec{v}}_{sporcu/bisiklet}={\vec{v}}_{sporcu}-{\vec{v}}_{bisiklet}$. Sporcu kuzeye 24 m/s, bisikletli batıya 24 m/s gittiğinden $-{\vec{v}}_{bisiklet}$ doğuya 24 m/s'dir. Kuzey 24 m/s ile doğu 24 m/s birbirine dik ve eşit büyüklükte olduğundan bileşke vektör kuzeydoğu yönünde 45 derecelik açıyla oluşur ve büyüklüğü $\sqrt{24^2+24^2}=24\sqrt{2}$ m/s olur. En güçlü çeldirici D, aynı büyüklüğü doğru bulup fark alma sırasını (bisikletliye göre sporcu yerine sporcuya göre bisikletli) ters uygulayarak yönü ters (güneybatı) bulan öğrencinin cevabıdır.

Sistem üzerinde dış tork etkimediğinden (sürtünme yok, ağırlıkları çekme işlemi düzeneğin kendi iç motoruyla, yani iç kuvvetlerle yapılıyor) açısal momentum korunur, yani değişmez. Ağırlıklar dönme eksenine yaklaştırıldıkça kütlelerin eksene olan uzaklığı azaldığından eylemsizlik momenti $I=\sum m{r}^2$ azalır. Açısal momentum sabit kalıp eylemsizlik momenti azaldığından açısal hız $\omega =L/I$ artar, ama soruda sorulan yalnızca açısal momentum ve eylemsizlik momentidir: sırasıyla değişmez, azalır. En güçlü çeldirici B, dış tork olmadığı hâlde eylemsizlik momenti azalınca açısal momentumun da azalacağını sanan yaklaşımdır; oysa korunum yasası gereği açısal momentum sabit kalır.