NEWTON’UN HAREKET YASALARI

      Isaac Newton 17. yüzyılda cisimlerin niçin hareketinde ya da açık hale getirerek üç yasadışı ortaya koydu. Bu yasalar Newton’un Hareket Yasaları olarak bilinir.

• eylemsizlik

• Dinamik

• Etki Tepki

Newton’un hareket yasaları: 1. Eylemsizlik

Newton’un hareket yasalarının ilki olan eylemsizlik  cisimlerinin hareket durumunun  değiştirildiği karşı gösterdiği dirençtir. Cismin  hızdır  (hem sürati hem de sırasıdür). Öyleyse eylemsizlik bir cismin süratinin ya da yönünün değişmesine karşı koymasıdır.

Eylemsizliği düşünürken iki durumdan bahsedebiliriz, ya:

1. Cisim duruyordur, hız sıfırdır, v = 0.

2. Cisim sabit hız belli bir hareket hareket ediyordur, v = sabit.

Eğer bir cismin üzerinde etkiyen  bileşke kuvvet sıfırsa yani dengelenmiş kuvvetlerin etkisindeyse , cisim:

• kurulsa durmaya

• sabit hızlı gidiyorsa aynı sabit gidiyor gitmeye devam eder,  sürati ve yönlendirilirmez  .

Net kuvvet yoksa, sabit giden bir cisim sonsuza kadar aynı şekilde aynı hız devam ederek devam eder.

Bir  cismin hızının değişmesini ivme  olarak adlandırmıyorum, öyleyse eylemsizlik ilkesi bize bir cismin olduğunu net güç sıfırsa ivmesinin de sıfır olduğunu söyler.

Sabit hızla giden (düzgün doğrusal hareket yapan)  ya da duran  onu  cismin önünde net kuvvet sıfırdır, cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisi altındadır. Bir cismin hareketine devam edebilmesi için net kuvvetli aramalar, kendinden harekete geçmekte olan net güçsüz cisim hareketine devam eder.

K , N , e t =0i’ninse, Bir =  0,y, birn-ı v =  saBirbit

Örnek Soru 1: Kızak nerede durur?

Şekildeki kızak bir tepeden serbest bırakılıyor sonra tepenin sonunda düz bir yol boyunca buzun üstünde hareket ediyor. Buz ile kızak arasında sürtünme burada olanlaryarak, kızak nerede durur?

Çözüm:

Kızak tepeden aşağı inerken hızlanır, tepenin sonuna geldiği yerde net kuvvet sıfırdır. ( Sürtünme kuvvetinin uzak farlarını görüntüler  .) Öyleyse bu kızak durmaz, sürekli aynı anda aynı anda hareketine devam eder.

Gerçek hayatta sürtünmesiz ortamı, buradaki tüm cisimlerinizi dururlar. Ama eylemsizlik ilkesi dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde bir cisim için her zaman odaklı. Sürtünme kuvveti olsaydı ve kızağı buna göre eşit bir kuvvetle itseydik kızak yine sabit sabit hareket ederdi.

Newton’un hareket yasaları: 2. F = ma

Newton’un hareket yasaları, ikinci yasayla devam ediyor. Buna göre dinamiğin temel ilkesi de denir. Birinci yasada dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde bir cismin hızının değişmediği yani ivmesinin sıfır olduğunu öğrenmiştik. İkinci yasa, bir cismin üzerine etkiyen dengelenmemiş kuvvetler varsa hareket durumunun değişmesini söyler. Net kuvvet sıfırdan farklıysa cisim ivmelenir. İvmelenme kalitesinde kuvvetle doğru cismin kütlesiyle ters orantılıdır. Kuvvet ne kadar büyükse ivme o kadar büyük, kütle ne kadar büyükse ivme o kadar küçük olur. Matematiksel ifadesi F _net  = ma şeklindedir. (F = ma  yazarken yapabilirsiniz F _net kastedilmektedir.)

Bir cismi dururken harekete geçmek, hareket etme süresimak ya da yavaşlatmak ve yönünü ayarlamak için cisme mutlaka bir kuvvetlendirme planı gelir. Tersinden söylersek eğer bir cisme kullanarak dengeler kuvvetli sıfırdan farklıysa cisim mutlaka ivme kazanır.

Kütlenin tanımı da ikinci hareket yasasından gelir. Kütle, net kuvvetin ivmeye oranıdır.

m = Fnet / a

Net kuvvet vektörüyle ivme vektörünün lideri onu zaman aynıdır. İvmenin yönünü bilirsiniz net kuvvetin yönünü de bilirsiniz.

Birinci yasa, ikinci yasanın özel bir durumudur. F _net = ma denkleminde a = 0 olursa F _net  = 0 olmak zorundadır.

Kuvvetin biriminin Newton (N) olduğunu öğrenmiştik. Şimdi Newton biriminin gerçek kilogram-metre bölü saniye kareye (kgm / s ² ) eşit oldugunu görüyoruz.

Örnek soru 2: haritada kutunun ivmesi

Şekildeki kütlesi 5 kg olan kutu sürtünmesiz yüzeyde 20 N kuvvetle sağa doğru çekiliyor. Kutunun ivmesi kaç m / s ²  dir?

Çözüm:

Kutunun temizleme kuvvetleri bir  serbest cisim diyagramı çizerek gösterelim .

Düşeydeki bileşke kuvvet sıfırdır,   normal kutunun ağırlığını zeminin uygulandığı normal kuvveti dengeler. Yatayda sadece f = 20 N var, bu durumda F _net  = 20 N. Kutunun kütlesinin m = 5 kg olduğunu biliyoruz. Artık tek yapmamız gereken sayıları doğru yerlerine koymak.

Fnet = m * a

a = F / m

a = 20 N / 5 kg = 4

Buradan N / kg biriminin m / s ²  ye eşit oldugunu da görüyoruz.

Newton’un hareket yasaları: 3. Etki

Newton’un hareket yasalarının üçüncüsü kuvvetlerin daima çiftler halinde oldugunu söyler. Asla tek başına bir kuvvet bulunmaz. Kuvvet iki cisim etkileşimidir . Birinci sınıf cisme bir kuvvet uygularsa (etki), birinci sınıf cisme bir kuvvet uygularsa (etki). Ancak etki ve tepki kuvvetleri aynı cisim üzerine uygulayıcısı, farklı cisimler üzerine tıklayınız. Bu etkileyici etki-kuvvet kuvvetleri dengelenmiş kuvvetli güçleniyordu.

Örnek soru 3: İtilen iki kutu

Şekildeki sürtünmesiz düzlemde duran K ve L kutularının kütleleriyle 4 kg ve 2 kg’dır. K kutusu 30 N kuvvetle sağa doğru itildiğine göre L kutusunun üzerine açık kuvvet kaç N’dur?

Çözüm:

Bu kez iki cismimiz var ikisinin de serbest cisim diyagramını çizerek kuvvetleri göstermekle başlayalım.

Önce düşey yönuyu inceleyelim. Hem K hem de L cisiminin ağırlıkları aşağı doğru ve bunu dengeleyen eşit ve zıt yönlü zeminin uygulandığı normal kuvveti var. (N _K  = – G _K  ve N _L  = – G _L )

Simdi yatay yatayuya bakalım. K ve L cisimlerini birlikte iten tek bir kuvvet var. Bu kuvvet sağa doğru F = 30 N, sadece K cisminin üstünde etkiyor. K cismi L cismine temas ediyor buradaki K cismi L cismini sağa doğru F _KL  ile itiyor (etki). Aynı zamanda L cismi de K cismini F _LK  ile sola (tepki) itiyor. Bu iki kuvvet yönlü eşit büyüklükte ve zıt yönlü; tarihinde farklı cisimler üzerindeler.

Şimdi ikinci kanundan ivmeyi bulalım. İki cisim iken formülde kütle olarak toplam kütle kullanılır. Çünkü artık bir cisimden değil sistemden bahsediyoruz.

m = 4 kg + 2 kg = 6 kg

F net = m toplam * a sistem

bir sistem = 30 N / 6 kg = 5

Sistemin ivmesi L cisminin de ivmesine eşittir. L cisminin ivmesini bulduk, iki cisim birlikte hareket ettikleri için ivmeleri aynı şekilde. Şimdi L cismine bu ivmeyi kazandırabilecek olan kuvveti bulalım.

F KL = m L * bir sistem

F KL = 2 * 5 = 10 N

K kutusunun L kutusu üzerine uygulayıcısı etki kuvvetini K _KL  = 10 N sağa doğru bulduk. L kutusunun K işlevsel uygulayıcısı tepki kuvveti de F _LK  = -10 N sola doğru