Böcekler Uyur mu?

Menisküs Nedir? Neden Yırtılır?

Gauss’un Egregium Teoremi Nedir?

Güneş'ten Binlerce Kat Büyük Yıldızlar

TÜBİTAK 4008 - Özel Gereksinimli Bireylere Yönelik Kapsayıcı Toplum Uygulamaları 2024 Yılı Çağrısı Başvuruya Açıldı!

İklim Mühendisliği Nedir? İklim Mühendisleri Ne Yapar?

Satranç Aralık 2024

Newton’ın Hareket Yasaları Nelerdir?

Kağan Gökhan Görgişen

27/09/2024

Isaac Newton, üç yasa olarak bilinen fizik kanunlarıyla hareket biliminin temelini attı.

Newton’un Birinci Yasası: Eylemsizlik

Sokakta öylece duran bir futbol topu düşünelim. Peki o top sizce ne kadar daha orada duracak? Sonsuza kadar olabilir mi?

Futbol Topu

Sensvector/iStockphoto.com

Biliriz ki o topa illaki bir çocuk ya da dayanamayıp belki siz bir kere vuracaksınızdır. Veyahut bir rüzgâr esecek ya da bir araba tarafından başka bir yere doğru savrulacak. Ama o top dışarıdan gelen bir kuvvet olmadıkça hiçbir zaman hareket etmeyecektir.

Kuvvet formülü

Newton’un birinci yasasının formülü

Newton bu durumu şöyle açıkladı: "Bir cisim, üzerine net bir kuvvet etki etmediği sürece ya hareketsiz kalır ya da sabit hızla düz bir çizgide hareket eder."

Birinci yasadan anlayabileceğimiz gibi eylemsizlik ilkesi sadece sabit duran cisimler için değil, aynı zamanda sabit hızla hareket eden cisimler için de geçerlidir. Örneğin bir uzay gemisi boş uzayda motorlarını kapattığında, etrafında sürtünme olmadığı için sonsuza kadar aynı hızla yoluna devam edecektir.

Sabit hızdan söz ediyorsak ivme kavramını da açıklamamız gerekiyor. En temel haliyle ivme, hızdaki değişimdir. Yani bir cismin ivmesi sıfırsa o cisim ya duruyordur ya da sabit hızla hareket ediyordur. İvmenin varlığı aynı zamanda bir kuvvetin varlığına da işarettir. Belirsizlik ilkesinin matematiksel ifadesindeki α sembolü de ivmeyi ifade ediyor. İvmenin de kuvvet gibi bir vektör olduğuna dikkat edelim.

Bu formüldeki F sembolü kuvveti ifade ediyor. F yani kuvvetin üstündeki ok işareti ise bize bunun bir vektör olduğunu anlatıyor. Bir büyüklük ve yön belirten niceliklere vektör deniyor. Bu nedenle kuvvetin hem bir büyüklüğü hem de bir yönü var.

Formüldeki net ifadesi ise cisme etki eden birden fazla kuvvetin bileşkesini temsil ediyor.

bileske

İki farklı kuvveti tek bir bileşke kuvvet olarak gösterebiliriz.

Newton’un İkinci Yasası

İlk yasada hareketin bir kuvvet vasıtasıyla oluştuğunu öğrendik. İkinci yasa da bize doğrudan kuvvetin hareketi nasıl değiştirdiğini anlatıyor aslında.

Şöyle ki: “Bir cisim ona uygulanan net kuvvetle doğru orantılı ve aynı yönde bir ivme kazanır. Orantı katsayımızı burada cismin kütlesi belirliyor.”

Net Kuvvet Formülü

Newton’un ikinci yasasının formülü

Formüldeki kuvvetin birimi Newton, kütlenin birimi kilogram, ivmenin birimi ise metre/saniye²’ dir.

dambıl kaldırmak

Örneğin; 1 kilogramlık bir cisme 1 m/s²’lik ivme kazandırmak için 1 Newton’luk bir kuvvet gereklidir.

İkinci yasa, kütleyi cismin ivmelenmeye karşı göstermiş olduğu direncin ölçüsü olarak tanımlıyor. Bu yasa aslında kütlenin tanımıdır desek pek de yanlış söylemiş olmayız. Şöyle izah edelim, diyelim ki Berkay beni aynı şiddetle iki kere itiyor. İlk denemede doğrudan beni, ikinci denemede ise beni ve kütlemi arttırmak için taşıdığım suları itiyor.

artan kütle

Bilim Genç olarak ikinci yasanın deneyini yaptık.

Gördüğünüz gibi cismin kütlesi ne kadar büyükse cismi ivmelendirmek de o kadar zor oluyor. Cismin bu “ivmelenmeye direnme” özelliğine eylemsizlik diyoruz.

Newton’un üçüncü yasası

Bir paten üzerindesiniz ve bir duvarı itmeye çalışıyorsunuz. Eğer duvarı iterseniz geriye doğru hareket edersiniz. Bu durum, Newton’un üçüncü yasasıyla açıklanır: "Her etkiye karşılık eşit ve zıt bir tepki vardır.”. Bir çoğumuz bu yasayı etkiye tepki yasası olarak da biliyoruz.

Newton’un üçüncü hareket yasasının formülü