Isaac Newton, üç ünlü yasasında kuvvet ve hareket arasındaki bağlantıların en iyi tanımını yaptı ve bunları öğrenmek fiziği öğrenmenin çok önemli bir parçası. Bir kütleye bir kuvvet uygulandığında ne olduğunu size söylerler ve ayrıca kuvvetin anahtar kavramını tanımlarlar. Kuvvet ve hareket arasındaki ilişkiyi anlamak istiyorsanız, Newton yasalarının ilk ikisi dikkate alınması gereken en önemli olanlardır ve bunları kavramak kolaydır. Hareket etmekten hareket etmemeye veya tersi yöndeki herhangi bir değişikliğin dengesiz bir kuvvet gerektirdiğini ve Hareket miktarı, kuvvetin büyüklüğü ile doğru orantılı ve cismin kütlesi ile ters orantılıdır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Eğer kuvvet yoksa veya kuvvetler tamamen dengelenmişse, bir cisim ya hareketsiz kalır ya da tam olarak aynı hızda hareket etmeye devam eder. Yalnızca dengesiz kuvvetler, bir nesnenin hızında, hızını sıfırdan (yani sabit) sıfırdan fazlaya (hareketli) değiştirmek de dahil olmak üzere, değişikliklere neden olur.
Newton'un Birinci Yasası: Dengesiz Kuvvetler ve Hareket
Newton'un birinci yasası, bir nesnenin ya hareketsiz (hareket halinde değil) ya da hareket halinde kalacağını söyler. "dengesiz" bir güç tarafından hareket ettirilmediği sürece tam olarak aynı hızda ve tam olarak aynı yönde güç. Daha basit bir ifadeyle, bir şeyin yalnızca başka bir şey onu ittiğinde hareket ettiğini ve bir şey onu ittiğinde şeylerin yalnızca durduğunu, yön değiştirdiğini veya daha hızlı hareket etmeye başladığını söylüyor.
“Dengesiz kuvvetin” anlamını anlamak bu yasayı açıklığa kavuşturur. Bir cisme iki kuvvet etki ediyorsa, biri onu sola, diğeri sağa itiyorsa, yalnızca kuvvetlerden biri diğerinden daha büyükse hareket edecektir. Tam olarak aynı güce sahiplerse, nesne olduğu yerde kalacaktır.
Bunu hayal etmenin bir yolu, her iki tarafında ağırlıklar bulunan bir dizi terazi düşünmektir. Ağırlıklar yerçekimi tarafından aşağı çekiliyor ve yerçekiminin onları ne kadar çektiğini etkileyen tek şey, ne kadar kütle olduğu. Her iki tarafta da aynı miktarda kütleye sahipseniz, ölçek sabit kalır. Ölçek yalnızca, onu kütle açısından dengesiz hale getirirseniz hareket eder. Kütlelerdeki fark, terazinin her iki tarafına da etki eden kuvvetlerin dengesiz olduğu ve dolayısıyla terazinin hareket ettiği anlamına gelir.
Sürekli hareketi aynı hızda hayal etmek daha zordur çünkü günlük hayatta bununla karşılaşmazsınız. Tamamen pürüzsüz (sürtünmesiz) bir yüzeyde oturan bir oyuncak arabanız olsaydı ve odada hiç hava olmasaydı ne olacağını bir düşünün. Araba, yukarıda anlatıldığı gibi itilmedikçe hareketsiz kalacaktı. Ama baskıdan sonra ne olur? Yüzeyde onu yavaşlatacak bir sürtünme ve yavaşlatacak hava yoktur. Yüzey, yerçekimi kuvvetini dengeler (Newton'un üçüncü yasasına bağlı olarak "normal tepki" denen bir şeyle) ve ona sağdan veya soldan etki eden hiçbir kuvvet yoktur. Bu durumda, araba yüzey boyunca aynı hızda hareket etmeye devam edecektir. Yüzey sonsuz uzunlukta olsaydı, araba sonsuza kadar bu hızda hareket etmeye devam ederdi.
Newton'un İkinci Yasası: Kuvvet Nedir?
Newton'un ikinci yasası kuvvet kavramını tanımlar. Bir cisme uygulanan kuvvetin, kuvvetin neden olduğu ivme ile kütlesinin çarpımına eşit olduğunu belirtir. Sembollerde, bu:
F = anne
Kuvvet birimi Newton'dur - onu tanımlayan kişiyi kabul etmek için - bu, kilogram-metre bölü saniye kare (kg m/s) demenin kısa bir yoludur.2). 1 kg kütleye sahipseniz ve her saniye 1 m/s hızlandırmak istiyorsanız, 1 N'luk bir kuvvet uygulamanız gerekir.
Newton yasasını aşağıdaki şekilde yazmak, kuvvet ve hareket arasındaki bağlantıyı netleştirmeye yardımcı olur:
Soldaki ivme, bize bir şeyin ne kadar hareket ettiğini söyler. Sağ taraf, nesnenin kütlesi aynıysa daha büyük bir kuvvetin daha fazla harekete yol açtığını gösterir. Belirli bir kuvvet uygulanırsa, bu denklem aynı zamanda ivme miktarının hareket ettirmeye çalıştığınız kütleye bağlı olduğunu da gösterir. Daha büyük, daha ağır bir nesne, aynı büyüklükteki itmeye maruz kalan daha küçük, daha hafif bir nesneden daha az hareket eder. Bir futbol topunu tekmelerseniz, aynı güçte bir bowling topunu tekmelemenizden çok daha fazla hareket edecektir.