İçeriğe geç
Anasayfa » NEWTON’IN HAREKET YASALARI

NEWTON’IN HAREKET YASALARI

Kuvvet ve kuvvetin etkileri ile ilişkili durumlar ilk kez matematiksel olarak Isaac Newton tarafından açıklanmıştır.

Newton’ın Birinci Hareket Yasası: Eylemsizlik Prensibi

Hareketsiz (durgun) cisimlerin durağan hâllerini sürdürme eğilimlerine, hareketli cisimlerin de hareketlerini sürdürme eğilimlerine eylemsizlik denir. Eylemsizlik, cisimlerin kütlelerinden dolayı hareket durumlarını değiştirmeye yönelik etkilere karşı koymasıdır.

Newton’ın İkinci Hareket Yasası: Dinamiğin Temel Prensibi

Hareket yasalarının ikincisi olan Dinamiğin Temel Prensibi’ne göre cisim üzerine etkiyen net kuvvet sıfırdan farklı ise yani dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindeyse cisim, kuvvet doğrultusunda ivmeli hareket yapar. İvmenin yönü net kuvvetin yönü ile aynıdır.

m kütleli cisme F = m.a kuvveti uygulanmaktadır. F kuvveti, m kütleli cisme uygulandığında cisim a büyüklüğünde ivme kazanır. Kuvvet iki kat artınca aynı cismin ivmesi de iki kat artar ve 2a olur. Cisme uygulanan net kuvvet ve cismin bu kuvvet etkisiyle kazandığı ivme arasındaki değişim grafiği,

Kuvvet İvme Grafiği

Net kuvvet ve ivme arasında doğru orantılı bir artış olduğu görülür. Net kuvvetin değeri kaç kat artarsa ivme de aynı oranda artmaktadır.

{E}{ğ}{i}{m}{=}\frac{F}{a}{=}\frac{2F}{2a}{=}\frac{3F}{3a}{=}{sabit}{=}{k}{ü}{t}{l}{e}

Buna göre F ile a arasındaki oran sabittir ve bu sabit değer cismin kütlesine yani m’ye eşittir. Buradan cisme etki eden net kuvvet

\overrightarrow{\mathbf{F}}{=}{m}{.}\overrightarrow{a}

ile ifade edilir.
Newton’ın birinci hareket yasası cisme etkiyen net kuvvetin sıfır olduğu durumları açıklar. Net kuvvet sıfır ise cismin ivmesi de
sıfırdır. İkinci yasa ise net kuvvetin sıfırdan farklı olduğu durumları açıklamaktadır.

Ağırlık ve Yer Çekimi İvmesi

Bir gezegenin üzerinde bulunan cismin kütlesine uyguladığı kütle çekim kuvvetine ağırlık denir. Söz konusu kuvvet dünya üzerinde bulunan bir cisme etki ediyor ise bu kuvvete, yer çekimi kuvveti adı verilir. Ağırlık bir kuvvet olduğu için dinamometre ile ölçülür. Vektörel bir büyüklük olan ağırlık G sembolü ile gösterilir, birimi newtondır (N).

Kütle, değişmeyen madde miktarıdır. Ağırlık ise cisimlere bulundukları gezegenler tarafından uygulanan bir kuvvettir.

Cisimlere etki eden çekim kuvveti yani ağırlık, cismin bulunduğu gezegene göre farklılık gösterir. Bunun sebebi gezegenin çekim ivme değerinde görülen farklılıklardır. Çekim ivme değeri gezegenin kütlesine, yarıçap değerine ve gezegenin yoğunluğuna bağlı olarak değişir.

Gezegen yüzeyinden uzaklaştıkça çekim kuvveti azalır ve buna bağlı olarak çekim ivmesi de azalır. Yer çekimi ivmesinin değeri, Dünya’nın şekline bağlı olarak kutuplarda, Ekvator’da veya deniz seviyesinden yükseldikçe yerin merkezinden olan uzaklığın değişmesiyle farklılık gösterir. Bunun sonucunda cisimlerin ağırlıkları da değişir.

Yer çekimi ivmesi g olan bir gezegende m kütleli bir cismin ağırlığı,
Ağırlık = Kütle x Yer çekimi ivmesi ile bulunur.

\overrightarrow{\mathbf{G}}{=}{m}{.}\overrightarrow{g}
Serbest Cisim Diyagramı

Serbest cisim diyagramı bir cisme etki eden kuvvetlerin gösterilmesinde kullanılmaktadır. Diyagramda cismin ağırlığı aşağı yönde, ipin oluşturduğu gerilme kuvveti de yukarı yönde vektör olarak çizilir. Bu iki kuvvet birbirine eşit ise denge sağlanır. Eğer cismin ağırlığı ipteki gerilme değerinden büyük ise ip kopar.

Newton’ın Üçüncü Hareket Yasası: Etki-Tepki Prensibi

Uzun süre ayakta beklenildiğinde yorgunluk hissedilir. Bunun sebebi ayakta bekleyen kişinin Dünya yüzeyine uyguladığı kuvvet kadar Dünya yüzeyinin de ayaktaki kişiye uyguladığı kuvvettir.

Etkileşim hâlinde olan cisimlerden biri etki uyguluyorsa diğer cisim de etkiye karşı tepki uygular.

Etki-Tepki Yasası’nda “A cismi B cismine bir kuvvet uyguladığında B cismi de A cismine eşit büyüklükte fakat zıt yönde bir tepki kuvveti uygular.

Temas hâlindeki A ve B cisimleri bir kuvvet ile itildiğinde; A cismi, B’ye bir etki kuvveti uygularken B cismi de A’ya bir tepki gösterecektir.

Etki Tepki Kuvveti

Buna göre kuvvetlerin büyüklükleri eşit, aynı doğrultuda ve zıt yönlüdür.

Etki - Tepki Kuvveti

Cisimler üzerine uygulanan kuvvete karşı oluşan tepki kuvveti temas eden yüzeye dik olacak şekilde oluşur. Örneğin, yatay ze-
min yüzeyine ağırlığı kadar etki uygulayan cismin karşılaşacağı tepki kuvveti, cismin ağırlığına eşit ve zıt yönde olur.

Duvara doğru itilerek dengede tutulan cisimlerde şekilde görüldüğü gibi oluşan etki-tepki kuvvetleri yüzeye dik doğrultuda, zıt
yöndedir. Etki duvara uygulanırken duvarın tepkisi de cisim üzerinedir.

Etki - Tepki Kuvveti