NEWTON'UN HAREKET KANUNLARI

Newton 1687 yılında hareket ile ilgili 3 temel kanun belirledi Newton 1687 yılında hareket ile ilgili 3 temel kanun belirledi. Bu kanunlar: 1) Eylemsizlik kanunu 2) Dinamiğin temel ilkesi (F=m.a) 3) Etki-tepki kanunu dur. NOT : Newton'ın hareket yasaları, bir cisim üzerine etki eden kuvvetler ve cismin hareketi arasındaki ilişkileri ortaya koyan üç yasadır.

Newton bu kanunları belirlerken Galileo'nun fikirlerinden yararlanmıştır.

NEWTON’UN 1.HAREKET KANUNU Newton'u eylemsizlik kanununa götüren şey Galileo'nun deneyidir. Bu deneyde top sürtünmesiz ortamda hareket ettiğinden sürekli eski yüksekliğine çıkar.Eğer düzlem yataylaşırsa cisim yükselemeyeceğinden sonsuza kadar düzgün doğrusal hareket yapar. NEWTON’UN 1.HAREKET KANUNU (EYLEMSİZLİK KANUNU)

Bu deneydeki top yatay düzlemde sonsuza dek sabit hızlı hareket yapacaktır. Çünkü yatay düzlemde sürtünme olmadığından (çok kaygan yüzey) cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfırdır. Şayet cismi yatay düzlemde hareketsiz bıraksaydık, sonsuza dek durmaya devam ederdi.Bu deneyden hareketle Newton eylemsizlik kanununu belirledi.

Herhangi bir cisim üzerine bir kuvvet etki etmiyorsa ya da etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfırsa, cisim durumunu değiştirmez; yani duruyorsa durur, hareket ediyorsa, hareketini bir doğru boyunca devam ettirir. Bir başka deyişle, cisim dengelenmiş kuvvetler etkisinde ise duruyorsa durmaya, hareket ediyorsa hareket etmeye devam edecektir.

Basitleştirilmiş bir şekilde, bir cisim üzerindeki net kuvvet, o cisim üzerine etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamıdır. Bu toplam sıfır ise, Newton'ın birinci yasası cismin hareket durumunun değişmeyeceğini söyler. Aslında burada iki durum oluşur:

1)Hareket etmeyen bir cisim üzerine bir net kuvvet etki edinceye dek hareket etmeyecektir.( a=0 ) 2)Hareketli bir cisim üzerine net bir kuvvet etki etmedikçe cismin hızının yönü ve büyüklüğü değişmeyecektir. (ivmelenmeyecektir).

Newton’un birinci yasasında görüldüğü gibi, bir cismin durması veya değişmez bir hızla gitmesi arasında fark yoktur. Buna göre, bir eylemsiz çerçevede durduğu gözlenen bir cisim, başka bir çerçeveden bakılınca değişmez bir hızla gider görünür. Her iki çerçeveye göre de cismin bir hızı yoktur. Her iki çerçeveye göre de hız değişmez. Buna göre her iki çerçevedeki gözleyici de cismin üzerine bir kuvvet etkidiği yada etki eden kuvvetlerin bileşkesinin sıfır olduğunu görür.

NEWTON’UN 2.HAREKET KANUNU (DİNAMİĞİN TEMEL KANUNU-KUVVET İVME İLİŞKİSİ) Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfırdan farklı ise cisim ivmeli hareket yapar. İvmenin yönü her zaman net kuvvet ile aynı yöndedir.

Birinci yasadan biliyoruz ki, kuvvet olmadığında cismin hızında bir değişim, yani ivme söz konusu değildir. O halde kuvvet olduğunda, bir ivme yani bir hız değişimi olmalıdır. Kuvvet ile ivme arasındaki bağlantıyı bulabilmek için, önce aynı bir cisme değişik şiddet ve doğrultuda kuvvet uygulanıp F ve a ölçülürse, sonrada farklı cisimlerle ayni ölçmeler yapılırsa şu sonuçlar elde edilir:

1) Bütün durumlarda ivmenin doğrultusu kuvvetin doğrultusu yönüyle aynıdır.Bu sonuç, cisim başlangıçta durgunda olsa, herhangi bir hızla belli doğrultuda gitse de doğrudur. 2) Belli bir cisim için kuvvetin şiddetinin, ivmenin oranı değişmez kalmaktadır. F/a=sabit=m Bu oran değişik cisimler için farklı, fakat bir cisim için aynıdır.

F=KUVVET a=ivme x Y a=ivme F=KUVVET Eğim=tanx=F\a=m Eğim=tany=1\m

“F=ma: Bir cisim üzerindeki net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir.” F: Net kuvvet, m: kütle, a: ivme

        F = m . a eşitliğinde görüldüğü gibi kütle, uygulanan kuvvete karşı cismin kazanacağı ivmeye karşı koyan bir nicelik olarak ortaya çıkmaktadır. Yani, aynı bir kuvvetle kütlesi küçük olan bir cisim daha büyük bir ivme, kütlesi büyük olan bir cisim ise daha küçük bir ivme kazanır.  Bu eşitlik vektörel bir eşitliktir. Bir cisme aynı anda çeşitli doğrultularda, çeşitli büyüklüklerde bir çok kuvvet etki ettiğinden, cisim bunların bileşkesi yönünde bir ivme kazanır.

Newton’un ikinci yasası F = m . a söyle tanımlanabilir: TANIM:                İvme uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır ve kuvvet yönündedir.

Newton'ın birinci ve ikinci yasası (Principia Matematica'nın orijinal 1687 yılı baskısından,Latince Newton'ın Latince kitabından Motte'nin 1729 yılında yaptığı çeviride ikinci hareket yasası aşağıdaki gibi ifade edilmiştir: “Hareketin değişimi, uygulanan hareket ettirici kuvvet ile doğru orantılıdır ve kuvvetin uygulandığı düz çizginin doğrultusundadır. -Bir kuvvet ister tümüyle bir seferde, isterse de kademeli ve ardarda uygulansın, eğer bir hareket oluşturuyorsa, bu kuvvetin iki katı büyüklüğe sahip başka bir kuvvet hareketi ikiye, üç katı büyüklüğündeki bir kuvvet hareketi üçe katlayacaktır. Ve bu hareket (uygulanan kuvvet ile her zaman aynı doğrultuda), eğer cisim daha önceden hareket halinde ise, önceki hareket ile aynı doğrultuda olması durumunda önceki hareket ile toplanır, önceki hareket ile zıt doğrultuda olması durumunda önceki hareketten çıkartılır.

NOT : Newton'un 1. kanunu cisme etkiyen net kuvvetin sıfır olduğu durumları açıklıyordu. Net kuvvet sıfır ise cismin ivmesi de sıfırdır. 2. kanunu ise net kuvvetin sıfırdan farklı olduğu durumları açıklar. Cisme uygulanan net kuvvet cismin ivmesiyle doğru orantılıdır.

NEWTON’UN 3.HAREKET KANUNU (ETKİ-TEPKİ YASASI) mg=w Her kuvvete karşılık, her zaman eşit ve ters bir tepki kuvveti vardır veya iki cismin birbirine uyguladığı kuvvetler her zaman eşit büyüklükte ve zıt yöndedirler.

Karşı tarafı iten veya çeken her ne ise, aynı ölçüde karşı taraf tarafından itilir veya çekilir. Eğer parmağınızla bir taşı itiyorsanız, aynı zamanda parmağınız da taş tarafından itilecektir.

Eğer bir cisim diğerine çarparsa ve uyguladığı kuvvet diğerinin hareketini değiştirirse, kendi hareketi de (ortak baskının eşitliği nedeniyle) aynı miktarda ve karşıt yönde bir değişime uğrayacaktır.

Eğer cisimler başka engeller tarafından engellenmiyorsa, bu etkiler tarafından oluşturulan değişimler eşittir, ancak bu eşit miktarda değişen bu nicelikler cisimlerin hızları değil, hareketleridir. Hareketler eşit miktarda değiştiğinden, cisimlerin ters taraflara doğru meydana gelen hız değişimleri birbirleri ile ters orantılıdır.

Herhangi bir etkiye karşı her zaman bir tepki vardır; yada iki cismin karşılıklı etkisi daima eşit fakat zıt yöndedir. Etki kuvveti ve tepki kuvveti aynı cisim üzerine etki etmez.

Önemi ve geçerlilik erimi Newton yasaları 200 yıldır çeşitli deneyler ve gözlemler ile doğrulanmıştır ve gündelik yaşantımızdaki hızlar ve ölçekler için mükemmel birer yaklaşımdırlar. Newton'un hareket yasaları, yine onun bulduğu evrensel kütleçekim yasası ve kalkülüs‘ ün matematiksel yöntemleri ile birlikte, ilk kez geniş çaptaki fiziksel olaylar için niceliksel bir açıklama sağlamıştır. Bu üç yasa, gündelik koşullarda mikroskobik cisimlerin hareketi için iyi bir yaklaşım ile geçerlidirler.