1600'lerin sonlarında, Sir Isaac Newton, matematik ve fizik dünyalarını birbirine bağlayan bir kitap olan "Principia Mathematica"yı yayınladı. Diğer önemli fikirlerin yanı sıra, ikinci hareket yasasını tanımladı - bu kuvvet, kütle çarpı ivme veya f = ma'ya eşittir. İlk bakışta basit görünse de, yasanın, nesnelerin Dünya'da ve uzayda nasıl hareket ettiği de dahil olmak üzere birçok önemli çıkarımı vardır. Bunun gibi temel yasalar, bilim adamlarının doğayı doğru bir şekilde araştırmasına ve mühendislerin çalışan makineler yapmasına izin verdi.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Kuvvet eşittir kütle çarpı ivme veya f = ma.
Kuvvetin Anlamı
Güç, günlük yaşamda uğraştığınız fiziksel bir niceliktir. Bir kapıyı açmak, bir çocuğu kaldırmak veya bir yumurtayı kırmak güç gerektirir. Bir nesnenin diğerine uyguladığı çekme veya itmedir; nesneler proton ve elektronlardan gezegenlere ve galaksilere kadar her şey olabilir. Çekme veya itme, doğrudan temastan veya yerçekimi, elektrik ve manyetizma durumunda uzaktan gelebilir. Bilim adamları kuvveti Newton adı verilen birimlerde ölçerler; burada bir Newton, 1 kilogramlık bir kütleyi saniyede bir metre kare hızlandırmak için gereken kuvvettir.
Hızlanmanın Anlamı
Bir hokey diski buz üzerinde kayarken, kaleye veya oyuncunun sopasına çarpana kadar bunu oldukça sabit bir hızda yapar. Hareket etmesine rağmen, hızlanmıyor. Hızlanma sadece hızdaki bir değişiklikten gelir. Bir nesne hız kazandığında ivmesi pozitiftir; hız kaybedildiğinde, ivme negatiftir. Hızı, saat başına mil veya saniyede metre gibi zamana bölünen mesafe birimlerinde ölçersiniz. İvme, hızdaki değişimin hızın değişmesi için geçen zamana bölümüdür, yani metre bölü saniye veya metre bölü saniye karedir.
Kütlenin Anlamı
Bir nesnenin kütlesi, ne kadar madde içerdiğinin bir ölçüsüdür. Bir lastik topun kütlesi aynı boyuttaki bir kurşun bilyeden daha az çünkü içinde daha az madde, daha az atom ve atomları oluşturan daha az proton, nötron ve elektron var. Kütle, onu itme veya çekme çabasına da direnir; bir pinpon topunu alıp atmak kolaydır; çöp kamyonu değildir. Kamyon, pinpon topundan binlerce kat daha büyük. Kütle için standart birim kilogramdır, yaklaşık 2,2 pound.
Skaler ve Vektörler
Kütle basit bir nicelik türüdür. Büyük kütlelere, küçük kütlelere ve aradaki kütlelere sahip olabilirsiniz. Bununla ilgili. Bilim adamları basit miktarları skaler olarak adlandırırlar çünkü bir sayı onu tanımlayacaktır. Ancak kuvvet ve ivme daha karmaşıktır. Hem bir boyutu hem de bir yönü var. Örneğin bir TV hava tahmincisi, saatte 20 mil hızla batıdan gelen bir rüzgardan bahsediyor. Bu, rüzgarın hız (hız) vektörüdür. Bir kuvveti veya ivmeyi tam olarak tanımlamak için hem miktarına hem de yönüne ihtiyacınız vardır. Örneğin karlı bir günde bir çocuğun kızağını 50 Newton'luk bir kuvvetle ileri yönde çekersiniz ve aynı yönde 0,5 metre bölü saniye kare hızla hızlanır.
Kuvvet, Kütle ve İvmenin Anlamı
Newton'un ikinci hareket yasası yeterince basit görünüyor: Belirli bir kütleye sahip bir nesneyi itin ve kuvvet ve kütle miktarına bağlı olarak hızlanır. Büyük kütleli küçük bir kuvvet yavaş ivmeye neden olur ve küçük kütleli büyük kuvvet hızlı ivme verir. Kuvvet olmayınca ne olur? Herhangi bir kütle üzerindeki sıfır kuvveti sıfır ivme verir. Nesne hareketsiz duruyorsa, hareketsiz kalır; hareket ediyorsa aynı hız ve yönde hareket etmeye devam eder. Birkaç gücün aynı anda dahil olabileceğini unutmayın. Örneğin, bir kayanın etrafına ip bağlayıp tüm gücünüzle çekiyorsunuz. Kuvvet ve kütle vardır, ancak kaya yerinden kıpırdamaz, dolayısıyla ivme sıfırdır. Kaya ile yer arasındaki sürtünme kuvveti, çekme kuvvetinizi ortadan kaldırır. Kayayı hareket ettirmek için traktör gibi çok daha büyük bir kuvvete ihtiyacınız var.