Newtonun Hareket Kanunları

Newton'un Hareket Kanunları

Newton'un Hareket Kanunları Nelerdir

Devinime neden olan etkiler insanlari uzun süre ilgilendirmis ve bu konuda Galileo ve Newton zamana değin böylece basarili sonuçlar elde edilmemisti Galileodan önce filozoflar, bir cismi devindirebilmek için şüphesiz bir etkinin, yani bir kuvvetin gerektigini ileri sürmemisler ve kuvvetin olmadigi durumlarda bir cismin durmasi gerektigine inanmamislardi

Doğrusu bir düzlem üstünde bir beden kaydirilmak istenirse, cismin kisa bir süre gittikten daha sonra yavaslayip durdugu gözlenir Bu gözlem dis bir güç olamadigi sürece kaymanin olmadigi düsüncesini destekler Galileo yaptigi deneylerde bu inancin gerçek olmadigini gösterdi Eger ceset ve onun üzerinde durdugu düzlen pürüzsüz hale getirilirse ve gövde yaglanirsa, cismin hizinin daha yavas azaldigi ve cismin daha ileride durdugu gözlenir Buna göre, cismin kaymasi yavaslatici, yani bütün sürtünmeler, ortadan kaldirilirsa, cismin degismez bir hizla yoluna bir dogru baştan başa sonsuza degin devam sonucu çikar Galileonun vardigi sonuç bu idi Ona tarafından, bu cismin hizini degistirmek için bir dis zor gerekir; fakat belirli bir hizda giden cismin hizini koruyabilmesi için bir kuvvete gerek yoktur Mesela bir sandigi bir düzlemde ittigimiz şart için, ellimizin verdigi itme sandiga bir hiz kazandirir, ama düzlem sandiga bir zorlama uygulayarak onu yavaslatir ve durdurur Her iki kuvvette hizda bir degisim, yani bir ivme olusturur Iste Galileonun buldugu bu gerçegi, Galileonun öldügü gün dogan Isaac Newton bir evrensel yasa olarak 1686 da yazdigi Princiria Matematika Philosoph Naturalis adli kitabinda ortaya koydu

Newton'un I Hareket Kanunu (Eylemsizlik Prensibi)

Herhangi bir beden üzerine bir zor tesir etmiyorsa, yada tesir eden kuvvetlerin bileskesi sifirsa, ceset durumunu degistirmez; yani duruyorsa durur, deviniyorsa yani hareket ediyorsa, devinimini bir dogru boyun devam ettirir

a) Duran bir cisme bir güç etki etmedikçe karoser yine durağan kalir Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileskesi sifir (R 0) ise, gövde o anki durumunu korur
Bir ceset için net baskı 0 ise a 0 olur

b) Hareketli bir cisme bir zorlama tesir etmezse, cismin hizi ve yönü degismez Karoser hareket ediyorsa düzgün dogrusal yani sabit hizli olarak hareketine devam eder

Disaridan uygulanan bir kuvvetin etkisinde olmayan bir cismin sakin halde kalir yani tembel olur yada sabit bir hizla hareket eder Hizin değişmez olmasi dogal olarak ivmenin sifir olmasini gerektirir

Newtonun bu birinci yasasi gözlem çerçevelerini de tanimlar Çünkü çoğunlukla bir cismin ivmesi, yani hizindaki degisim muhakkak bir gözlem çerçevesine kadar ölçülür Birinci yasaya tarafından cismin çevresinde baska bir vücut yoksa, yani bir cisme kesin bir güç etki etmiyorsa, pek gözlem çevreleri bulabiliriz ancak, cismin bu çerçevelerde ivmesi olmasin Cisimlerin üzerine tesir eden kuvvetlerin olmamasi durumunda cimlerin durumlarini korumasi maddenin bir özelligi olarak alinir ve buna eylemsizlik denir Newtonun birinci yasasina da çogu kere eylemsizlik yasasi denir ve bunun geçerli oldugu gözlem çerçevelerine eylemsizlik gözlem çerçeveleri denir Bu çerçeveler duragan yildizlara göre duran yada düzgün degismez bir hizla dışarı giden gözlem çerçeveleridir

Newtonun birinci yasasinda görüldügü gibi, bir cismin durmasi veya degismez bir hizla gitmesi arasinda ayrım yoktur Buna göre, bir eylemsiz çerçevede durdugu gözlenen bir vücut, baska bir çerçeveden bakilinca degismez bir hizla gider görünür Her iki çerçeveye göre de cismin bir hizi yoktur Her iki çerçeveye göre de hiz degismez Buna kadar her iki çerçevedeki gözleyici de cismin üzerine bir şiddet etkidigi yada, etki eden kuvvetlerin bileskesinin sifir oldugu bulunur

Newton'un II Hareket Kanunu

Birinci yasadan biliyoruz fakat, güç olmadiginda cismin hizinda bir degisim, yani ivme söz konusu degildir O halde güç oldugunda, bir ivme yani bir hiz degisimi olmalidir Baskı ile ivme arasindaki baglantiyi bulabilmek için, önce ayni bir cisme degisik siddet ve dogrultuda kuvvet uygulanip F ve a ölçülürse, sonrada farkli cisimlerle ayni ölçmeler yapilirsa su sonuçlar elde edilir:

a) Bütün durumlarda ivmenin dogrultusu kuvvetin dogrultusu yönünle aynidirBu netice, beden baslangiçta durgunda olsa, herhangi bir hizla kesin dogrultuda gitse de dogrudur
b) Kesin bir beden için kuvvetin siddetinin, ivmenin orani degismez kalmaktadir

Fa değişmez

F m a esitliginde görüldügü gibi kütle, uygulanan kuvvete karsi cismin kazanacagi ivmeye karsi koyan bir nicelik olarak ortaya çikmaktadir Yani, ayni bir şiddetle kütlesi minik olan bir ceset daha büyük bir ivme, kütlesi büyük olan bir beden ise daha ufak bir ivme kazanir Sözgelimi duran yada hiç degismeyen bir hizla dışarı giden otomobilin (~ 1500 kg) hizinda, saniyede 5 ms lik bir hiz degisimi saglayabilmek için 7500 N luk bir zorlama gerekirken, ayni hiz degisimini bir kamyonda (~2000 kg) saglayabilmek için 2500 N luk bir güç gerekir Bu yönüyle kütle, devinime karsi koyan bir niceliktir; baska bir deyimle, ötelenme devinimindeki degisime karsi koyarBu açidan kütleye, öteleme eylemsizligi de denir

Newtonun ikinci yasasi olarak tanıdık F m a esitligi vektörel bir esitliktir Bir cisme ayni anda çesitli dogrultularda, çesitli büyüklüklerde bir çok güç etki ettiginden, ceset bunlarin bileskesi yönünde bir ivme kazanir

Devinim tek boyutta ise bu durumda kuvvetler de tek dogrultuda olacagindan, kuvvetlerin büyüklüklerinin cebirsel toplaminin kütleye orani, ivmenin degerini verir Devini iki boyutta ise bu durumda kuvvetler x,y bilesenleri bulunur, bunlarin cebirsel toplaminin kütleye bölümü o yöndeki ivme bilesenini büyüklügünü verir

Ivme uygulanan kuvvetle dogru orantilidir ve kuvvet yönündedir
Cismin momentumunda zamana göre degisiminin orani, cisme etkiyen şiddetle dogru orantilidir

Newton'un III Hareket Kanunu (Tesir Tepki Prensibi)

Günlük yasantimizda bir cisme bir kuvvet uygulanmasi laf konusu oldugunda, onun herhangi bir yolla itilmesi yada çekilmesi aklimiza kazanç
Sözgelimi asili bir miknatis çubugunu yaklastirdigimizda ayni adli kutuplar karsi karsiya geldiginde, asili miknatisin bizde uzaklasacak yönde gittigini; zıt adli kutuplarin karsi karsiya gelmesi durumunda asili olan miknatisin bize dogru geldigini görürüz
Her iki şart için elimizdeki miknatisin, asili olan miknatisa bir baskı uyguladigini ve bunun sonucu olarak asili miknatisin devinime basladigi söyleriz Bunun yaninda, elimizde tuttugumuz miknatisin da, diger miknatisa yaklastirilirken çekilip ittigini hissederiz

Dogadaki bütün reel kuvvetler çevreyle etkilesme sonucu çikarlar Bir cisim diger bir cisme bir baskı tesir ettirdiginde, diger beden de bu cisme bir baskı etkiler Buna ek olarak bu kuvvetlerin degerleri es kuvvetleri zittir Bu durumda, yalitilmis tek bir kuvvetten laf edilemez Iki cisim arasindaki etkilesime de bu kuvvetlerden birine tesirdigerine tepkikuvveti denir Baska bir deyimle,kuvvetlerden birisi etkiolarak alinirsa, digeri birinciye karsi tepkiolarak alinir
Herhangi bir etkiye karsi daima bir tepki vardir; yada iki cismin karsilikli etkisi tekrar tekrar esit lakin zit özelliklidir
Iki karoser arasinda olusan etkilesmede F kuvveti, ikincinin birinciye etkidigi F kuvvetine esit lakin zit yönlüdür


kaynak:genbilim *