|
| |||||||
| Kayıt ol | Bloglar | Fan Kulüpler | Etiketler | Albümler | SSS | Arama | Bugünkü Mesajlar | Bütün Forumları okunmuş kabul et |
| Fizik fizik eğitimi dökümanları, fizik konuları, fizik kitapları, fizik kavramları, Fizik dersi, Fizik ders notları, Özkütle, Yoğunluk Ve Özağırlık, İş,Güç,Enerji, ısı ve sıcaklık, basit makinalar, ısı, izafiyet, madde, kütle, atom, Kuvvet, Hareket |
 |
| | Konu Seçenekleri | Modları Göster |
03-17-2007, 20:29
| #1 | |
| üyelik iptal edildi
Mesajlar: n/a |  Kuvvet Ve Hareket KUVVET VE HAREKET Evrendeki her şey ya hareket halindedir ya da durağan yani hareketsiz haldedir. Hareket, cismin konumunun sürekli biçimde değişmesidir. Hareket halindeki bir cismi durdurmak ve durağan hale getirmek ya da hareketsiz durumdaki bir cismi harekete geçirmek için kuvvet denen bir etkinin uygulanması gerekir. Kuvvet, bir cismi harekete geçirebilmek, hareket halindeki bir cismi durdurabilmek, hareketin yönünü ya da hızını değiştirebilmek için gerekli olan itme ya da çekme miktarıdır. Çim biçme makinesini iten bir bahçıvan, yolcu vagonlarını çeken lokomotif, duvarda asılı olan bir resmi tutan çivi hep kuvvet uyguluyor demektir. Eğer bu kuvvetler uygulanmıyor olsaydı, çim biçme makinesi ile vagonlar hareket etmez, resim yere düşerdi. Bütün bu itme, çekme ve tutma örneklerinde, kuvvet, üzerinde etki yaptığı cisimle gerçekte temas halindedir. İnsanlar uygulayabildikleri kuvvetin miktarını arttırmak için kaldıraç, makara ve fren gibi mekanizmalar geliştirmişlerdir. Bu tür mekanizmalara basit makine denir. Ama daha güçlü kuvvetler elde etmek ve uygulamak amacıyla daha karmaşık makinelerde geliştirilmiştir. Örneğin, çeşitli yakıtların yakılmasıyla açığa çıkan enerjiyi denetleyerek büyük bir kuvvete dönüştüren motorlar, bu tür gelişkin makinelerdir. Bütün kuvvetlerin etkiledikleri cisme temas etmeleri gerekmez, yani bazı kuvvetler uzaktan etkiler. Bu tür kuvvetlerden ikisi elektrik ve magnetizmadır. Bir üçüncüsü de, her an yaşadığımız yerçekimi kuvvetidir; yerçekimi, dünyanın üzerindeki bütün cisimlere uyguladığı yere doğru çekme kuvvetidir. Elimizde tuttuğumuz bir tuğlayı bıraktığımız anda tuğla, yerçekiminin etkisiyle yere düşer, bu arada düşerken hızı giderek artar; hızdaki bu artışa ivme denir. Ama eğer tuğlayı elimizde taşıyorsak, tuğla üzerinde yukarı doğru bir itme kuvveti uygulayarak yerçekimi kuvvetini dengeliyoruz demektir; bu durumda uyguladığımız itme kuvveti ile yerçekimi kuvveti birbirine eşittir. Bir römorkör, arkasına halatla bağlı bir mavnayı kanalda sabit bir hızla çekerken, halatın mavna üzerinde uyguladığı çekme kuvveti, su direncinin doğurduğu kuvvete eşittir; römorkör biraz daha kuvvetlice çekerse mavna da daha hızlı hareket eder. 1687’de büyük İngiliz bilim adamı Sir Isaac Newton kuvvet ve hareketle ilgili üç yasa yayımladı. Bunlara Newton hareket yasaları denir. 1. Hareketsiz halde duran yada sabit bir hızla hareket etmekte olan bir cisme, herhangi bir başka kuvvet uygulanmadığı sürece bu durağan halini yada sabit hızlı hareketini korur (Otobüs birden durduğunda yolcuların birden öne doğru savrulduklarına dikkat etmişsinizdir.Savrulmanın nedeni, yolcuların durma anından önceki sabit hızlı hareketlerini sürdürmeleridir.). 2. Belirli bir hızla yol almakta olan bir cismin hızını değiştirmek için gerekli olan kuvvetin miktarı, cismin kütlesine ve cisme kazandırılmak istenen ivmenin miktarına bağlıdır (Bir golf topunu durdurmak, aynı hızla hareket eden bir pingpong topunu durdurmaktan daha zordur;çünkü golf topunun kütlesi daha büyüktür.). 3. Her etki, kendisine eşit ve ters yönde bir tepki doğurur (Bir jet uçağında,motor çok büyük bir gaz kütlesini sürekli olarak arkaya doğru püskürtür; bu nedenle de ters yönde,yani öne doğru itilir.). Elde tutulan, yani üzerinde yukarıya doğru bir kuvvet uygulanan tuğlanın yere düşmemesi de bu yasayla açıklanır. Hareket halindeki bütün cisimler, momentum denen bir özelliğe sahiptir; cismin momentumu, kütlesi ile hızının çarpımına eşittir. Newton’un ikinci hareket yasasından, bir cismin momentumundaki değişim oranın, o cismi etkileyen kuvvetle orantılı olduğu görülebilir. Momentum korunumlu bir özelliktir; yani örneğin, belirli momentumlarla birbirine yaklaşan iki cisim çarpıştıklarında, toplam momentumlarında bir değişiklik olmaz. Kuvvet birimi newtondur. 1 newtonluk bir kuvvet, 1 kilogramlık bir kütlenin hızını saniyede 1 metre/saniye kadar, yani 1 metre/saniye kadar değiştirir. Bir yüzeyin üzerine düzgün olarak dağılmış halde basan kuvvete basınç denir. Basınç, birim alana düşen kuvvet miktarıyla ölçülür. Kuvvet miktarı ise ağırlık birimleriyle ifade edilir.Dünya yüzeyindeki normal hava basıncı, santimetre kareye yaklaşık 1 kilogramdır. Bu Dünya yüzeyinin ve onun üzerindeki her şeyin her santimetre karesinin 1 kilogramlık bir ağırlıkla aşağıya doğru bastırılıyor olması demektir. KUVVET Bir cismin denge durumunu, veya şeklini değiştiren sebebe kuvvet denir. Demek oluyor ki kuvvet, bir cismi hareket ettirebilir, durdurabilir; veya cismin hareket doğrultusunu ve şeklini değiştirebilir. Bir cismi iterken, çekerken, veya kaldırırken kas kuvveti harcarız. Bir taşıt aracının veya asansörün hızı (veya ivmesi) değiştiği zaman, hareket ettiren kuvvetin farkına varabiliriz. Fizik biliminin bir dalı olan mekanik, cisimlerin denge durumlarını ve hareketlerini inceler. Mekaniğin önemli bir konusu olan kuvvet, ne tür olursa olsun, yani ister cansız bir cisim, ister bir canlı tarafından meydana getirilsin, bir vektör ile gösterilir. KUVVETİN SINIFLANDIRILMASI Her ne kadar fizikçiler,Einstein’ın çalışmalarından bu yana bütün kuvvetlerin tek bir olaydan (elektromagnetik olay)kaynaklandığını düşünürlerse de, kuvvetler üç kümede sınıflandırılırlar: 1. Uzaktan etkiyen kuvvetler yada alan kuvvetleri; 2. Temas kuvvetleri (ancak iki sistemin bağlantı kurması sonucu ortaya çıkar); 3. Kohezyon (iç tutunum) kuvvetleri (katı cisimlerin bükülmezliğini sağlarlar). ALAN KUVVETLERİ: Bir cismin her bir öğesinin kütlesi üstüne etkirler; bu nedenle alan kuvvetlerine, bir yüzey üstüne etki eden temas kuvvetlerinden ayırt etmek amacıyla , kütle kuvvetleri de denir. Alan kuvvetleri, havasız bir ortam içinde bile birbirinden uzaktaki cisimlere etkirler. Bunlar yerçekimi kuvvetleri, cisimlerin ağırlığı ve elektrostatik, magnetik, elektromagnetik kuvvetlerdir. TEMAS KUVVETLERİ: Birbirleri ile ilişki halindeki katıların, içine girilmez ve bozulmaz olma özelliğinden kaynaklanırlar. Her iki cisme de ortak, küçük bir yüzeyde (temas yüzeyi) gerçekleşen temas sonucu, bu bölgenin yakınlarında, katı hafifçe biçim değiştirir. Temas kuvvetleri yüzeye dik olduklarında, sürtünmesiz temas söz konusudur. Oysa, bir katı, bir başkasına oranla yer değiştiriyorsa, temas kuvvetleri, yüzeye oranla eğiktirler: Bu duruma da sürtünmeli temas denir. KOHEZYON KUVVETLERİ: Katıyı oluşturan atomlar, moleküller yada iyonlar arasında etkirler. Makroskobik düzeyde, bu kuvvetler temas kuvvetlerini andırırlar, ama atomik ölçekte, alan kuvvetleri niteliğindedirler. Katılar arasındaki temas etkileşimlerinde temel nitelikte bir rol oynamakla birlikte, açıkça işe karışmazlar. KUVVETİN ELEMANLARI Ø Uygulama noktası: Kuvvetin uygulandığı noktadır. Ø Doğrultu: AB doğrultusu kuvvetin doğrultusudur. Ø Yönü: Ok işareti ile gösterilen yön kuvvetin yönüdür. Ø Şiddeti: AB vektörünün büyüklüğü kuvvetin şiddetini gösterir. F2 Çizim 1- Yöndeş kuvvetler Aynı eksendeki iki kuvvet söz konusuysa, bileşkenin cebirsel ölçümü, kuvvetlerin cebirsel ölçümlerinin toplamına eşittir. Birbirine koşut iki kuvvet halinde, bileşke, kuvvetlere koşuttur ve yönü, en büyük kuvvetin yönüdür. İki kuvvetin etkime noktalarını birleştiren doğru üstünde bulunan bileşkenin uygulama noktası, iki kuvvetin bu noktaya göre momentlerinin toplamı sıfır olacak biçimdedir. Şiddeti, bileşen kuvvetlerin aynı ya da ters yönde olmasına göre, bunların şiddetlerinin toplamına ya da farkına eşittir. Özel olarak, iki koşut kuvvetin şiddetleri aynı, yönleri ters ise, bunların bileşkelerinin sıfır olduğu bir kuvvet çifti oluştururlar. BİR KUVVETİN İŞİ Kuvvetin uygulama noktası yer değiştirdiğinde, kuvvet bir iş yapar. Kuvvet bu yer değiştirme sırasında doğrultu ve şiddeti açısından sabit kalırsa, yapılan iş, kuvvetin şiddeti ile, kuvveti doğrultusu üstündeki, uygulama noktasının çizdiği eğrinin iz düşümünün uzunluğunun çarpımına eşit olur. Böylelikle, h metre yükseklikten inen P newton ağırlığındaki bir cisim söz konusu olduğunda, ağırlık kuvvetinin işi W=Ph (joule) olur. D’Alembert kuramı, yani edimsiz (virtüel) iş kuramı,bir çok statik ve dinamik sorunun çözülmesini sağlar. Sürtünmesiz bağlanmış katılar sistemine uygulanan eylemsizlik kuvvetlerini de içeren, bütün kuvvetlerin yaptığı işlerin toplamı, bağlarla bağdaşan her edimsiz yer değişimi (yani, katılar sistemindeki her olası yer değişimi) için sıfırdır. Basit makineler (kaldıraç, makara, çıkrık, vb), uygulama noktasının yer değişimi arcılığıyla oldukça zayıf bir kuvvet etki ettirerek belirli bir işin yapılmasını sağlarlar. İnsanın ve hayvanların kas kuvvetleri ise özel durumlarda kullanılır. Genelde, gazların ve buharların basınç kuvvetleri ve özellikle elektriksel yollar ile üretilen kuvvetler kullanılmaktadır. SÜRTÜNME VE SÜRTÜNME KUVVETLERİ Mekanik konularını incelerken,sürtünme kuvvetinin kaynağını anlamak çok zor değildir. Mesela aynı büyüklükte iki kütleyi biri düz, diğeri pürüzlü olan iki yüzey üzerinde çekmeye çalışırsak; pürüzlü yüzeydeki cismi hareket ettirmek için daha büyük kuvvet uygulamamız gerektiğini; karşılaştığımız yüzlerce olaydan biliyoruz. Bu durumda sürtünmenin sebebi, yüzeylerin yapısında bulunan pürüzlerden dolayıdır. Acaba yüzeylerin pürüzleri gittikçe azalırsa, sürtünmeyi de sıfıra doğru indirebilir miyiz? Bu sorunun cevabını direk olarak vermeden, gene gözlemlerimize dayanan bir olaya bakalım. Üst üste konmuş iki camı birbiri üzerinde hareket ettirmek oldukça zordur. Halbuki cam yüzeyi oldukça düzdür. Sürtünmenin çok az olması gerekirdi. Gözlemlere dayanarak şunu diyebiliriz: Yüzeylerin pürüzlüğünün azalması ile sürtünme belli bir değere kadar azalır. Pürüzsüzlük daha da azalırsa, sürtünmenin yeniden arttığı gözlenir. Bunun sebebini; yüzeylerin aşırı derecede düz olması sonucu, atom ve molekülleri bir arada tutan kuvvetlere benzer kuvvetlerin doğmasına bağlamaktadırlar. Sürtünme kuvvetleri, yüzeylere paralel olarak etki ederler ve daima cismin hareketine veya cismin hareket ettirmek için uygulanan kuvvete zıt olarak doğarlar. Bir cismi harekete başlatmak için uygulanan kuvvet, cismin hareketini devam ettirmek için uygulanan kuvvetten daha büyüktür. Bu bizi şöyle bir sonuca götürür: durgun haldeki sürtünme kuvveti, hareket halindeki sürtünme kuvvetinden daha büyüktür. Statik sürtünme kuvveti duran bir cismi harekete başlatan, kinetik sürtünme kuvveti de, bir cismi sabit hızda harekette tutan kuvvettir. SÜRTÜNME KANUNLARI: Sürtünen yüzeyler arasında oluşan sürtünme kuvvetleri belli başlı bazı durumlara bağlıdır. Bunları şöyle sıralayabiliriz: § Sürtünen yüzeylerin yapısıyla (pürüzlü veya düz oluşuyla) orantılıdır. § Sürtünen yüzeylerin alanına bağımlı değildir. § Sürtünen yüzeyleri birbirine sıkıştıran kuvvet ile orantılıdır. § Kinetik sürtünme, statik sürtünmeden daha azdır. § Kinetik sürtünme, hızda bağımsızdır. Sürtünme kuvvetin, yüzeylerin yapısı ve sürtünen yüzeyleri birbirine sıkıştıran kuvvet ile orantılı olduğunu belirtmiştik. Bu durumda formülü şöyle yazabiliriz: f = kN Formüldeki f sürtünme kuvvetini, k sürtünme kat sayısını, N de iki yüzeyi birbirine sıkıştıran dik kuvveti verir. HAREKET Hareket, cismin konumunun sürekli biçimde değişmesidir. Yani bir cismin sabit kabul edilen bir noktaya göre zamanla yer değiştirmesine hareket denir. Bir cismin hareketi, üzerine uygulanan dengelenmemiş kuvvetler tarafından meydana getirildiğini karşılaştığımız yüzlerce olaydan biliyoruz. Bir kuvvetin etkisi ile cismin hareketi sırasında izlediği yola yörünge denir. Hareketin şekli yörüngenin şekline göre isimlendirilir. Yörünge düz ise doğrusal hareket, eğri ise eğrisel hareket, daire ise dairesel hareket olarak isimlendirilir. Seçilen bir başlangıç noktasına göre cismin vektörel uzaklığına konum denir. Başlangıç K L noktası M N * * ■ * * -200m -100m A +100m +200m Şekildeki cisim N noktasında ise A noktasına göre konumu +200m’dir. Cisim K noktasında olursa konumu A noktasına göre –200m’dir. Başlangıç noktasına sağı  pozitif, solu (–) negatif olarak seçilmiştir.Hareketli bir cismin son konumu ile ilk konumu arasındaki uzaklığa yer değiştirme denir. Yer değiştirme = Son konum – ilk konum ∆X = X2 – X1 ÖRNEK 2: K L M N O P - X(m) | * * ■ * * | +X(m) -150m -100m -50m A +50m +100m +150m Şekildeki cisim O noktasından K noktasına gelmiş ise kaç m yer değiştirmiştir? ÇÖZÜM: X1=+100m (ilk konum) X2=–150m (son konum) ∆X=? ∆X=X2 – X1 ∆X=– 150m – (+100m) ∆X=–150 – 100 ∆X=–250m yer değiştirmiştir. Eksi işareti hareketin negatif seçilen yönde olduğunu göstermektedir. Birim zamandaki yer değiştirmeye hız denir. Hız vektörel bir büyüklüktür. Hız = Yer değiştirme V=Cismin hızı,m/s veya km/sa. Zaman aralığı ∆X=Cismin yer değiştirmesi,m veya km t=Zaman, saniye veya saat V =∆X ∆t İlk konum ve ilk zaman sıfır olduğunda V = X t olur. Hızın birim zamandaki değişim miktarına ise ivme denir.cisim sabit hızla hareket ediyorsa ivme sıfırdır. İvme yalnızca hızlanan veya yavaşlayan hareketlerde vardır. İvme = Hız değişimi Zaman a = ∆V ∆t ∆V=hız değişim, cismin son hızı ile ilk hızı arsındaki farktır. İlk hız V1, son hız V2 ise hız değişimi; ∆V = V2 – V1 olur. İvmenin birimi, a = m s2 s ÖRNEK 3: Bir cismin hızı 5 saniyede 3m/s’den 8m/s’ye çıkıyor. Bu cismin ivmesi kaç m/s2’dir? ÇÖZÜM: V1=3m/s (ilk hız) V2=8m/s (son hız) ∆t=5sn (zaman aralığı) a=∆V => a= V2–V1 ∆t ∆t a= 8–3 a= 1m/s2 olur. 5 HAREKET ÇEŞİTLERİ 1.Sabit Hızlı Hareket:Bir cisim hareket süresince eşit zaman aralıklarında eşit yol alıyorsa bu harekete sabit hızlı hareket veya düzgün doğrusal hareket denir. Hız değişmediği için ivme sıfırdır. Sabit hızlı harekete ait konum–zaman, hız–zaman ve ivme–zaman grafikleri aşağıdaki gibidir. ÖRNEK 4: Bir hareketli 20 saniyede 100m yol alıyorsa, bu hareketlinin hızı kaç m/s’dir? ÇÖZÜM: V= X V= 100m t 20s V= 5m/s dir. 2.Düzgün hızlanan hareket:Bir cismin hızı yer değiştirme süresince düzgün bir şekilde artıyorsa buna düzgün hızlanan hareket denir. Hızda değişme olduğuna göre bu harekette ivme vardır. Cismin hızı her saniye ivme kadar artacaktır. Bu harekete ait konum–zaman, hız–zaman ve ivme–zaman grafikleri aşağıdaki gibidir. 3.Düzgün yavaşlayan hareket:Bir cismin hızı, yer değiştirme süresince, düzgün bir şekilde azalıyorsa, bu harekete düzgün yavaşlayan hareket denir. Düzgün yavaşlayan harekette hız değiştiği için ivme vardır. Cismin hızı her saniye ivme kadar azalacaktır. Düzgün yavaşlayan hareketin konum–zaman, hız–zaman ve ivme–zaman grafikleri aşağıdaki gibidir. ÖRNEK 5: Bir hareketlinin hız-zaman grafiği aşağıdaki gibidir. Bu hareketli I, II ve III bölgelerinde nasıl hareket yapmıştır? Cismin hareketini saptamak için cismin hızındaki değişime bakılır. I. bölgede cismin hızı değişmemiş, II. bölgede cismin hızı artmış, III. bölgede cismin hızı azalmıştır. Dolayısıyla cisim I. bölgede sabit hızlı, II. bölgede hızlanan, III. bölgede yavaşlayan hareket yapmıştır. ÖRNEK 6: Hızı 10m/s olan bir hareketle 2m/s2’lik bir ivme ile 5. saniye sonunda kaç m/s’lik hıza ulaşır? ÇÖZÜM: İlk hız: V0= 10m/s Zaman: t= 5s İvme: a= 2m/s2 Son hız: V= ? V= V0 + a * t den V= 10 + 2 * 5 V= 10 + 10 V= 20 m/s hıza ulaşır. HAREKET KANUNLARI v BİRİNCİ HAREKET KANUNU VEYA ATALET PRENSİBİ: Birinci hareket kanunu,üzerinde net bir kuvvet olmayan cismin durum ve hareketiyle ilgilidir.Yani,cisim üzerine ya hiç kuvvet etki etmeyecek,ya da etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır olacak.Bu durumda,birinci kanunu şöyle tanımlayabiliriz: Üzerinde net kuvvet bulunmayan bir cisim ya hareketsiz kalır veya önceden hareketli ise,bu hareketini düzgün doğrusal olarak sürdürür. Yukarıdaki tanımı biraz daha açacak olursak şöyle diyebiliriz: Dışarıdan bir kuvvet uygulamaksızın, duran bir cisim hareket etmez., hareketteki bir cisim de durmaz. Hareket, yön ve doğrultusunu muhafaza eder. Açıklamalardan da görüldüğü gibi, cisim durumunu muhafaza etme meylindedir. Bazen birinci hareket kanunu atalet veya eylemsizlik prensibi olarak da isimlendirilir. Bu yüzden ataletin tarifini şöyle yapabiliriz: Bir cismin, hareket durumunda meydana gelebilecek değişikliğe, karşı meyline atalet denir. Konuya bir misal ile açıklık getirmeye çalışalım: Duran bir cisim bu halini koruma meylindedir. Onu hareket ettirmeye çalışırsak; uygulamış olduğumuz kuvvete karşı bir direnç oluşturur. Bu dirence atalet denir. Düz bir yolda yüksek hızla giden bir arabanın koltuğunda oturuyor olduğunuzu düşünün. Bu durumda gerek araba, gerekse içinde oturan kişinin meyli, içinde bulunduğu hareketi sürdürme istikametindedir. Şayet araba fren yaparsa, yer ile tekerlekler arasındaki etkileşme, koltukta oturan yolcuyu etkilemez, araba yavaşlarken, koltukta oturan kişi arabaya sıkı sıkıya bağlı olmadığı için, aynı hızında devam etmek isteyecektir. İşte, frenleme sırasında, yolcunun öne doğru fırlaması, onun ataletinden dolayıdır. Cismin kütlesi arttıkça, ataleti de artacaktır. Böyle bir cisme ivmelendirmek de zorlaşacaktır. Basit bir ifade ile şöyle diyebiliriz: bir cisim üzerine tesir eden net kuvvet sıfır ise; cismin ivmesi de sıfırdır. Yukarıdaki ifadeden şu sonuca varırız: böyle ideal bir hareketi şekil 1’de görülen düzenek ile gözleyebiliriz. Oluşturulan hava akımı, disk ile üzerinde hareket ettiği düzlem arasındaki sürtünmeyi azaltır. Böyle bir yüzey üzerinde bulunan bir cisme belli bir hız kazandırırsak; cisim bu hızıyla düzgün doğrusal hareketini sürdürür. Çekim alanlarının bulunmadığı uzayın derinliklerinde hareket eden bir uzay gemisinin, itici gücü çalıştırılmasa bile, sahip olduğu hızla binlerce yıl veya daha fazla hareket edebilir. Kütleleri farklı iki cisim,üzerlerine uygulanan aynı bir F kuvveti ile farklı ivmeler kazanacaklardır. Cismin kütlesi büyüdükçe, kazanacağı ivme küçülecektir. Bir örnek vermek gerekirse; uygulanan bir kuvvet, 4kg’lık cisme 2m/s2’lik ivme kazandırıyorsa; 8kg’lık başka bir cisme 1m/s2’lik ivme kazandıracaktır. Demek kütle ile ivme ters orantılıdır. m1 = α2 m2 α1 Kütle, cismin tabii bir karakteri olup cismin bulunduğu çevreden bağımsızdır. Yani, içinde bulunduğu durum ve şartlar cismin kütlesini değiştirmez. Bir cismin çekim kütlesi, eşit kollu terazi ile ölçülür. Eylemsizlik kütlesi ise şöyle bulunur. Cisim üzerine bir kuvvet uygulayarak kazandığı ivmeyi bulabiliriz. Uygulanan kuvvetin ivmeye oranı da eylemsizlik kütlesini verir. v İKİNCİ HAREKET KANUNU VEYA DİNAMİĞİN TEMEL PRENSİBİ Bir cisim üzerine bir kuvvet veya bileşkesi sıfırdan farklı kuvvetler uyguladığımızda neler olacağını göremeye çalışalım. Boş bir kutuyu hareket ettirmenin ne kadar kolay olduğunu biliriz. Halbuki aynı kutu içine bazı şeyler doldurarak çekmeye çalışsak, hareketin nasıl zorlandığını da biliriz. Hareket ettirilen madde arttıkça uygulanan kuvvetin de büyüklüğünün de artması gerekecektir. Dolu bir kutuya verilecek ivmenin, boş kutuya verilen ivme ile aynı olması için, dolu kutuya uygulanan kuvveti değeri daha fazla olmalıdır. Açıklamalardan da anlaşılacağı gibi; kuvvet, kuvveti üzerine uygulandığı kütle ve kütlenin kazandığı ivme arasında sıkı bir ilişki vardır. İkinci hareket kanunu veya dinamiğin temel prensibi olarak da bilinen bu ilişkiyi şöyle ifade edebiliriz: Bir kuvvet, üzerine tesir ettiği cismi, kuvveti yönü doğrultusunda ivmelendirir. Cismin kazandığı ivme, kuvvet ile doğru, cismin kütlesi ile ters orantılıdır. v ÜÇÜNCÜ HAREKET KANUNU VEYA ETKİ-TEPKİ PRENSİBİ Kuvvetler, cisimlerin karşılıklı etkileşimlerinden doğarlar. Bir cisim diğer bir cisme kuvvet uygularsa; ikincisi de birinciye bir kuvvet uygulayacaktır. Bu kanunu şöyle ifade edebiliriz: Bir cisim başak bir cisim üzerine kuvvet uygularsa; ikinci cisim de birinci üzerine aynı büyüklükte, fakat zıt bir kuvvet uygular. Her etkiye karşı, zıt yönlü değişik bir tepki vardır. Bu iki kuvvet arasındaki bağıntıyı şöyle yazabiliriz: F12 = F21 Bir misal ile olaya açıklık getirmeye çalışalım. Elinize aldığınız iki yaylı katarı şekil 2’deki gibi birbirine takarak, diğer uçlarından her birinin değeri 5N olan iki kuvvet ile çekiniz. Yaylı kantarların okuduğu değerler ne olacaktır? Belki çoğumuz hiç düşünmeden okunan değerlerin 10N olduğunu söyleyeceğiz. Halbuki her bir kantar 5N değerini gösterir. Şekil 2- Her etkiye karşı zıt yönde eşit bir tepki doğar. | |
 |
| The Following 3 Users Say Thank You to For This Useful Post: |
|
12-14-2007, 20:47
| #2 |
| üyelik iptal edildi
Mesajlar: n/a |  Hareket ve Kuvvet Hareket, fizikte mekanik konusu içerisinde yer alır. mekanik ile nesnelerin hareketi ve durgun kalma özellikleri açıklanmaya çalışılır. Böylece evrendeki gezegen ve yıldızların hareketleri açıklanabilir, bina, köprü, gökdelen gibi binalar inşa edilebilir, uçak, gemi ve denizaltı gibi araçlar yapılabilir. Kısaca, dünya ve uzayda var olan veya var olması istenen birçok özellik mekanik konusu ile açıklanabilir.HAREKET VE KUVVET İnsanların en iyi çok ilgilendiği ve günlük yaşamında karşılaştığı fiziksel olaylardan birisi harekettir. bu nedenle fizik bilimine genellikle hareket konusu ile başlanır. HAREKET BİLİMİNİN TARİHSEL GELİŞİMİ Hareket çok eski zamanlardan beri insanların ilgisini çeken bir konu olmakla beraber, sistematiğinin oluşması ancak 1600'lü yıllara denk gelmektedir. Bu çağda batı dünyasında ortaya çıkan Galileo ve Newton, hareket biliminin sistematik özelliğinin oluşmasının temelini atmışlardır. 19. yüzyılın sonlarına kadar bu bilim adamlarının ortaya attığı fikirler büyük oranda kabul görmüştür. Fakat 20. yüzyılda atom ve atom altı parçacıklar üzerinde yapılan çalışmalar ve teknolojideki hızlı gelişim bu bilim adamlarının fikirlerinde bir takım değişiklikler yapılması gerektiğini ortaya koymuştur. Kuantum Mekaniği ve Görelilik Teorisi yapılan bu çalışmalar sonrası, mekaniği ve hareketi daha iyi açıklamışlardır. HAREKET VE KUVVET KONUSU İÇİN BAZI TEMEL KAVRAMLAR Skaler ve Vektörel Büyüklükler Sadece bir sayı ve bir birim ile belirtilen uzunluk, kütle, zaman gibi büyüklüklere skaler büyüklükler denir. 500 metre, 50 m/s, 175 cm, 3 saat gibi büyüklükler skaler büyüklüklerdir. Vektörel büyüklükler ise, bir sayı ve bir birim yanında yönü de olan büyüklüklerdir. A'dan B'ye 2 saate gitmek vektörel bir büyüklüğü ifade eder. Uzunluk ve Zaman Birimleri Hareketi iyi anlayabilmek için ilk olarak temel uzunluk ve zaman ölçülerini bilmek gerekir. Metre uzunluğun temel ölçü birimidir. Bir metre, Paris'ten geçen, kuzey kutbu ve ekvator arasındaki boyuna çizgi boyunca ölçülen uzaklığın on milyonda birisidir. Bu bir metreyi temsil eden metal çubuk Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu'nda bulunmaktadır. Bir metrenin uzunluğunu belirlemenin bir başka yolu ise, bilimdeki hızlı gelişmelerden birisi olan ışık hızından yararlanmaktır. Buna göre 1 metre = Işığın boşlukta 1/299,792,458 saniyede yol aldığı mesafedir. Saniye ise = Sezyum atomunun yayınladığı belli bir dalga boyundaki ışığın, 9192631770 devir yapması için geçen zamandır. Kütle, enerji, zaman, hız, kuvvet ve sıcaklık gibi bir ölçme aracı ile ölçülebilen büyüklükler fiziksel niceliklerdir. Bu tür büyüklükler genel olarak iki kısımda incelenir. Bunlar: 1) Skaler Büyüklükler 2) Vektörel Büyüklüklerdir. 1) Skaler Büyüklükler Yalnızca sayılarla ifade edilebilen ve bir birimi olan büyüklüklere denir. Skaler büyüklükler, kütle, sıcaklık, güç, zaman, iş vb. olarak incelenebilir. Örneğin; 3 metre, 5 kilogram, 35 oC, 600 Newton, 220 Volt gibi. 2) Vektörel Büyüklükler Ölçülen büyüklüklerin bazılarındaki sayısal değer ve birim bazen bu veriyi anlamak için yeterli değildir. Bu büyüklüğün yönü, şiddeti, başlangıç noktası ve doğrultusu da önem kazanır. Örneğin; "Araba Ankara'dan İstanbul'a doğru saatte 90 km/sa hızla hareket ediyor" cümlesinde aracın yönü, doğrultusu ve hızı gibi kavramlar bilinmesi gereken değerlerdir. Vektörel büyüklük; şiddeti, yönü, doğrultusu ve başlangıç noktası belirlenebilen büyüklüklerdir. Yani yönlendirilmiş doğru parçalarına vetör denir. Vektörel büyüklükleri simgesi üzerine ok işareti  konularak skaler büyüklüklerden ayırt edilmektedir. KUVVET Günlük yaşantımızda yapılan her işte kuvvet kullanırız. Öğrencinin kitaplarını taşıması, evin kapısının kapatılması, deredeki suyun akması, bir uçağın havalanması kuvvet gerektiren bazı olaylardır. Bu nedenle yaşantımızda kuvvet olmadan bir iş yapmamız mümkün değildir. Kainattaki bütün itme ve çekme olaylarının temelinde kuvvet vardır. Kuvvet, bir cisme temas ederek olabileceği gibi temas etmeden de meydana gelebilir. Dünya ve güneşin birbirlerini, mıknatısların diğer maddeleri çekmesi ve elektro manyetik çekim temas gerektirmeyen kuvvete örnek verilebilir. O halde kuvvet; fiziksel, kimyasal ve biyolojik sistemlerin temel özelliğini oluşturan en önemli kavramlardan bir tanesidir. Duran bir cismi harekete geçiren, hareket halindeki bir cismi durduran, cismin yön ve doğrultusunu değiştiren veya cisimlerin biçimlerinde değişiklik yapan etkiye kuvvet denir.  Kuvvetin Cisimlerin Hareketlerindeki Etkileri 1) Kuvvet etki ettiği cisimlere hareket kazandırabilir. 2) Kuvvet cisimlerin hızlarını değiştirebilir. 3) Kuvvet hareket eden cisimlerin yönünü değiştirebilir. 4) Kuvvet cisimlerde şekil değişikliğine sebep olabilir. 5) Kuvvetlerin cisimler üzerinde döndürme etkileri bulunur. Kuvvetlerin Bileşkesi Her hangi bir cisme birden fazla kuvvet uygulandığında, cisme tek bir kuvvet uygulanıyormuş gibi olur. Burada bir nesneye etkiyen birden fazla kuvvetin etkisi söz konusudur.  ile gösterilir. Örneğin bir kişinin A noktasından B noktasına taşıdığı bir yükü taşımak için bir başka kişi yardım ederse bileşke kuvvet artacağından taşıma süresi kısalacaktır. Veya bir cisme doğu yönünde 10 Newton kuvvet uygulanırken, bu kuvvete zıt yönde 15 Newton kuvvet uygulandığında cisim ters yönde hareket edecektir. Bu özellikler kuvvetin bileşke kuvveti olarak bilinmektedir. Aynı Yönlü Kuvvetlerin Bileşkesi Bir cisme aynı yön ve aynı doğru boyunca etkiyen iki ve daha fazla kuvvetin birleşmesi ile bu kuvvetlerin bileşke kuvveti ortaya çıkar. Bileşkenin şiddeti, kuvvetlerin toplam şiddetine eşittir.  Şekildeki M kütlesine etkiyen F1 ve F2 kuvvetlerinin toplamı bileşke kuvveti verir. FB = F1 + F2 Örneğin, M kütlesine 15 Newton ve 25 Newtonluk iki kuvvet aynı yönde etkilediğinde bileşke kuvvet; FB = F1 + F2 ise FB = 15 + 25 = 40 Newton olur. Zıt Yönlü Kuvvetlerin Bileşkesi Bir cisme aynı doğrultuda fakat ters yönlerde etkiyen iki kuvvetin bileşkesi, şiddeti büyük olan kuvvet yönündedir. Bileşke şiddeti ise, kuvvetlerin şiddetinin farkına eşit olur. Ters yönlü kuvvetler eşit şiddete olursa bileşke kuvvet sıfır olur.  FB = F1 - F2 Yukarıdaki M cismine etkiyen iki farklı kuvvet zıt yönlü olduklarından, cismin hareket yönü şiddeti büyük olan kuvvet yönünde olacaktır. Örneğin; F1 25 Newton iken F2 30 Newton olduğunda bileşke kuvvet; FB = F1 - F2 ise FB = 30 - 25 = 5 Newton olur. Bu cismin hareket yönü F2 kuvveti yönündedir. Kesişen Kuvvetlerin Bileşkesi İki veya daha fazla kesişen kuvvetin etkisinde olan bir cisim, kuvvetlerin arasında yer alan bir doğrultuda hareket eder. Kesişen kuvvetlerin bileşkesi bulunurken, vektörlerin ucundan diğer vektöre paralel çizgiler çizilerek ortaya çıkan paralel kenarın başlangıç noktasından iki vektörün birleştikleri vektör birleşik vektördür.  Aynı noktaya etkiyen kuvvetlerin bileşkesini bulmak için iki farklı yöntem vardır. Bunlar uç uca ekleme ve paralel kenar metodudur.  1) Uç Uca Ekleme Metodu Uç uca ekleme metodunda kuvvetler, yön, doğrultu ve şiddetinde değişiklik yapılmadan ve sıralarına dikkat edilmeksizin uç uca eklenerek birleştirilirler. Yani ilk kuvvetin başlangıç noktası ile son kuvvetin bitiş noktası birleştirilerek toplam kuvvet bulunur. Örneğin aşağıda verile iki kuvveti uç uca ekleme yöntemi ile birleştirecek olursak:  şekilde verilen kuvvetlerin bileşkesini bulmak için aşağıdaki gibi uç uca ekleme yapılarak bileşke kuvvet bulunur.    2) Paralel Kenar Metodu Kuvvetlerin başlangıç noktası bir noktadan referans kabul edilerek başlanır. Ortaya çıkan şekil paralel kenara olacak şekilde birleştirilir. Bu kuvvetlerin izdüşümleri alınarak başlangıç noktasından geçen köşegen uzunluğu bileşke kuvveti verir. Örneğin aşağıda verilen iki kuvvetin bileşkesini paralel kenar yöntemine göre bulacak olursa;  Bu iki kuvvetin başlangıç noktalarını birleştirerek bileşke kuvveti bulabiliriz.  KUVVETİN HAREKETE ETKİLERİ Bir cismin konumu, başlangıç olarak seçilen sabit bir noktaya göre alınır. Bu başlangıç noktasından cismin şu anda bulunduğu yere çizilen vektöre ise konum vektörü denir. Cismin ilk bulunduğu noktadan bilinen başka bir noktaya ulaşmak için aldığı yola yer değiştirme denir. Cismin son bulunduğu noktadan ilk bulunduğu nokta çıkarılarak yer değiştirme miktarı bulunur.   Sürat =Alınan yol / Geçen zaman (Sürat = x/t) formülünden hareket edersek, bir nesnenin bir noktadan bir başka noktaya hareket etmesi sonucundaki yer değiştirmesinin, bu esnada geçen zamana bölümü sürati verir. Örnek: Yavuz 500 metreyi 250 saniyede gittiğine göre Ali'nin sürati nedir? Çözüm: Eldeki verilerden yararlanarak sürati bulmak için, Yavuz'un aldığı yolun geçen süreye bölünmesi gerekir. Yani Sürat = 500 (m)/250 (s) ise Sürat = 2 m/s'dir. Buradan çıkarılabilecek sonuç ise, Yavuz'un saniyede 2 metre yürüyerek 250 saniye yol gitmiştir.. Yukarıdaki örnekte kısa mesafeler için kullanılan metre/saniye birimi kullanılmıştır. Ama daha uzun mesafeler ve zaman için kilometre/saat birimi kullanılmaktadır. Süratle hız kavramları günlük hayatta birbiri yerine kullanılmasına rağmen fizikte birbirlerinden farklı kavramlardır. Süratte gidiş yönü veya yer değiştirme noktaları belli değildir. Hız ise bu bilgileri kapsayan bir kavramdır. Sürat skaler bir büyüklük iken hız vektörel bir büyüklüğü ifade eder.  |
| |
| Mesajiniza Tesekkur Eden Uyeler: | LAFAKOZ (05-13-2008)
|
|
12-14-2007, 20:48
| #3 |
| üyelik iptal edildi
Mesajlar: n/a | Ce: Hareket ve Kuvvet ORTALAMA HIZ Hızın bir vektör olduğu bilindiğinden, ortalama hız, bir nesnenin başlangıç noktasından bitiş noktasına kadar yer değiştirmesinin zamana bölümü ile bulunur. Cisimler yer değiştirirken belirli bir süre geçer. Bu nedenle birim zamanda yapılan yer değiştirmeye hız denir. Formül olarak ifade edecek olursak; Hız = Yer değiştirme / Geçen süre  Hız bir vektörel büyüklük olduğundan bir yönü vardır. Hızın SI'deki birimlerini tablo halinde gösterecek olursak; ZamanYer değiştirmeHızSemboltxVBirimsaniyemetremetre/saniyeBirimin kısa yazımısmm/s  Bir doğru boyunca, eşit zaman aralıklarında eşit miktarda yer değiştiren cisim sabit hızlıdır. Böyle bir cismin hareketine sabit hızlı hareket veya düzgün doğrusal hareket denir. Örnek; Bir cisim doğrusal bir yolun 2/3'ünü saatte 20 m/s'lik hızla 20 saniyede giderken yolun diğer kısmını da 20 saniyede gidiyor. Yolun ikinci kısmında cismin hızı nedir? Cismin hız zaman grafiğini çiziniz.  İlk olarak cismin ilk 20 saniyedeki aldığı yolu bulmak gerekir. Dx = V.Dt ise 20.20 = 400 metredir. Yolun 2/3'si 400 metre olduğuna göre 1/3'ü 200 metredir. Cisim bu yolu da 20 m/s'de aldığına göre hızı; V = Dx/Dt ise 200/20 = 10 m/s olur. Bu verilere göre hız zaman grafiğini şu şekilde gösterebiliriz:  Yukarıdaki şekilde cisim 0-20 saniye aralığında 20 m/s hızla, 21-40 saniye alalığında ise 10 m/s hızla sabit şekilde hareket ettiğinden hız zaman grafiği bu şekilde oluşmuştur. Okuma Parçası Newton Galile öldü; Newton doğdu. Bu iki dehanın aralarında ortalama bir yaşam süresi var; ama onlar arasında bu rastlantının ötesinde bağlantılar vardır. Her şeyden önce Newton’un kendi çalışmalarına Galileo’nun bıraktığı noktadan başladığını, yani bu ikisinin arasında bir geçiş aşaması oluşturan üçüncü bir kişinin bulunmadığını biliyoruz. Newton, dünyaya yaklaşık olarak iki ya da üç yüz yılda bir geldiğini söyleyebileceğimiz ender görülen türde bir bilim adamıdır. Üstelik bu özelliği yaşamının çok erken bir aşamasında kendini belli etmiştir. Son zamanlarda fizik çevrelerinde Newton’un başarısının gereğinden fazla abartılmış olduğunu düşünme yolunda bir eğilim ortaya çıkmıştır. Çağdaş fizikçilerin büyük bir bölümü bugün Newton’un buluşlarının gerçekte sanıldığı kadar büyük bir önem taşımadığını, fizik alanında Newton’a gelene dek erişilmiş olan düzey göz önüne alındığında Newton olmasa da çağdaşlarından herhangi birinin bu buluşları gerçekleştirmiş olacağını ileri sürmektedirler. Buna karşılık Newton’u, çağdaşlarından ayıran bir özellik O'nun yanıtlara çok kısa bir süre içinde erişmiş olmasıdır (Her ne kadar bunu açıklaması için aradan yirmi yıl geçmesi gerektiyse de yanıtların hemen hemen tümünü daha 21 yaşındayken biliyordu). Copernicus, Kepler ve özellikle Gallileo’nun, bilimin henüz varlığını sürdürebilme yolunda savaş vermek zorunda olduğu bir çağda yaşamış olmalarına karşılık, Newton bu savaşın artık kazınılmış bulunduğu bir dünyaya gelmişti ve bu yüzden de kendisinden öncekilere kıyasla daha şanslıydı. Diğer yandan bazı yönlerden olumsuz olarak tanımlanabilecek bir kişiliğe sahip olduğu da söylenebilir. Örneğin kuruluşundan bu yana Kraliyet Bilim Derneği’nden istifa eden çok az sayıdaki bilim adamından biri olan Newton’un bunu yapmasının nedeni diğer üyelerin kimi zaman onun görüşlerine katılmaması ve hatta bunların aksini ileri sürmeye kalkışmalarıydı (Buna karşılık yaşamının daha sonraki bir evresinde "yuvaya dönmeye" razı edilmiş ve son yirmi beş yılını derneğin başkanı olarak geçirmiştir. Newton, çalışmalarını kimsenin yardımına başvurmaksızın tek başına yürütmeyi seçen bilim adamlarından biriydi. Buluşlarının en önemlilerini Londra’da veba salgınının baş göstermesi üzerine 1665 yılında buradan kaçarak sığındığı doğum yeri olan Lincolnshire’daki Woolsthorpe Kasabası'nda kaldığı süre içinde gerçekleştirmişti. Küçük bir çiftçi olan babası kendi doğumnudan kısa bir süre önce ölmüş olduğu için Woollsthorpe’da ve daha sonra girdiği Cambridge Üniversitesi’ndeki tüm harcamalarını amcası karşılamıştı. Cambridge’deki öğrenciliği boyunca önemli sayılabilecek bir başarı elde etmediyse de tanınmış bir matematikçi olan Profesör Barrow ile yakın bir dostluk kurmuş ve bunun etkisiyle matematiğe yönelmişti. Newton’un gençlik yıllarına rastlayan 17. yüzyıl başları, matematik bilimin son biçimi almaya başladığı dönemdi. Bugün de kullanmakta olduğumuz matematiksel simgeler, diferansiyel hesabın ilk aşamaları, matematiksel dizilere ilişkin hesaplar, Descartes'in bulduğu koordinatlar geometrisi ve diğer temel geometrik kavramlar bu dönemde ortaya çıkmıştı. Uygulama yönünden bunlardan daha da önemlisi sıradan çarpım işleminin yanı sıra trigonometriye de büyük ölçüde hizmet eden logaritmaların bulunmuş olmasıydı. Bu gelişmeyi, çağımızda bilgisayarın ortaya çıkmasına benzetebiliriz, çünkü bu sayede astronomi hesaplarının çok daha kolay biçimde ve kısa sürede yapılabilmesi olanağı doğmuştu. Bugün Newton'un sorularını inceleyecek olursak, bilmediklerinin de bildikleri kadar önemli olduğunu hemen görürüz. Newton'un zihninin nasıl çalıştığını ve bunun kendisini nereye götürdüğünü anlamak için buraya Opticks'in sorularından bazılarına yer vermek gerekiyor:
Ateş ve ısı konularıyla ilgilenenler arasında kimi zaman beklenmedik isimlere rastlayabilirsiniz. Örneğin ünlü Fransız yazarı Voltaire, çeşitli cisimleri büyük bir dikkatle ısıtıp tartarak bunların ısılarının soğuk ya da sıcak oluşlarına göre değişmediğini ve dolaysıyla da ısının cisimlerin içinde oluşan bir tür madde olmadığını saptamış ve bu konuda uzun bir makale yazmıştı. Newton’un çalışmalarının ışık ve ısı etkileşimiyle ilgili bir yanı da şu soruda ifade edilmektedir: Büyük, katı ve sabit cisimler sıcaklıklarını en uzun süre koruyanlar değil midir ve sıcaklığı belli bir derecenin üzerine çıkarıldığı zaman böyle bir cisim bu yüksek sıcaklığın kendi içinde yansıması ve dağılması nedeniyle ışık yaymaya başlayıp, böylece daha da çok ısınmaz ve sıcaklığı güneyinki gibi olana kadar da ısınmayı sürdürmez mi? Newton burada, maddelerin belli bir dereceye kadar ısıtılması durumunda ışık yaymaya başlayacaklarını ve bu noktadan sonra kendi kendilerini otomatik olarak ısıtmayı sürdüreceklerini anlatmaktadır. Bundan sonra ışığın ağtabaka üzerindeki etkilerine değinen ve böylelikle fizyolojik optik alanına giren Newton’un sorularını şöyle sürdürdüğünü görüyoruz: "Seslerin uyumu ya da uyumsuzluğunun havadaki titreşimlerin özelliklerinden kaynaklanması gibi renklerin gösterdiği uyum ya da uyumsuzluklar da buna benzer biçimde optik sinirler tarafından beyine iletilen titreşimlerin niteliğine bağlı değil midir?" Aslında bu görüş çoğu kimseye akla yakın gelmiş olacak ki bu yönde çeşitli araştırmaların yapıldığını biliyoruz; ama sonunda bunun doğru olmadığı ortaya çıkacaktı. Bundan sonra Dalga Kuramı'nı ele alan Newton, ışığın çeşitli ortamlardaki yolculuğuna ilişkin düşüncelerini şu soruda dile getirmektedir: "Işığın kırınımı, eter ortamının farklı yerindeki farklı yoğunlukların sonucu değil midir ve ışık her zaman bu ortamın daha yoğun bölümlerinden geri dönmez mi? Su, cam, kristal, değerli taşlar ve buna benzer diğer maddelerin içindeki eter havanın ve diğer maddelerin olmadığı geniş boşluklarda daha yoğun olarak bulunmaz mı?" Burada Newton, ışığın maddenin değil, eterin yokluğundan etkilendiğini ve maddenin içinde bulunan eterin boşluğu dolduran eter kadar yoğun olmadığını, buna bağlı olarak da ışığın katı ortamlarda daha hızlı hareket ettiğini ileri sürmektedir. 19. yüzyılda ışığın su ve katı maddeler içinde eriştiği hızların saptanması ile bu soru da yanıtlanmıştır. Newton, Opticks’de kas hareketlerinin özellikleri üzerinde de durmaktadır (Aslına bakılırsa fizik ve biyofizik alanlarına girip de şu ya da bu biçimde Newton’un eserlerinde ele alınmayan bir konu bulmak neredeyse olanaksızdır). Örneğin maddelerin birbirini tutma ya da birbirine yapışma eğilimine değinen Newton, bu konuda şöyle der: Herhangi bir maddenin çeşitli bölümlerinin yapışma, sürtünme ya da aşınmasından doğan direnç, maddenin daha küçük parçalara bölünmesiyle zayıflatılabilir.. Diğer yandan bu direncinin "vis inertiae" den kaynaklanan bölümü, maddenin yoğunluğu ile orantılı olduğundan bu yoğunluğun azaltılması dışında herhangi bir yolla zayıflatılması söz konusu değildir. Bu garip ama gerçek olgunun nedeni, çok yüksek yönsel hızlardaki hareketlerle bağlantılı olarak ancak son zamanlarda anlaşılabilmiştir. Herhangi bir hareketin yönsel hızı çok yüksek değilse gösterdiği davranış ortamın özellikleri (Young modulus’u ya da diğer bir özellik) tarafından belirlenir. Buna karşılık yüksek yönsel hızlarda belirleyici etken yoğunluktur. Örneğin çok güçlü bir patlamanın yol açtığı yüksek hızdaki bir şok dalgasının içerdiği ince ve gevşek durumdaki tozun hareketi, önüne çıkan kağıt mendil kadar ince bir engel tarafından 90 derecelik bir açıyla yolundan saptırılabilir. Soruları kimya ile bağlantılı olarak sürdüren Newton, en sonunda atomun tanımlanması sorununa gelmektedir: Cisimlerin en küçük parçalarının sahip oldukları ve onların davranışlarını yöneten bir takım özellikler yok mudur? Bütün bunları göz önüne aldığım zaman bana öyle geliyor ki Tanrı başlangıçta maddeyi bölünemez, katı ve hareketli parçacıklardan yaratmıştır ve yaratılışın ilk aşamasında ortaya çıkan bu parçacıklar daha sonra onlardan oluşan tüm cisimlere kıyasla o denli daha çok katıdır ki onlar gibi aşınmaları ya da parçalanmaları sonsuza dek olanaksızdır. Parçacıklar kendileri değişebilselerdi Dünya yüzündeki her şeyin doğası ya da sahip oldukları özelliklerin de aynı biçimde değişmesi gerekirdi. Bu durumda parçacıklardan oluşan her şey gibi su ve toprak da başlangıçtaki özelliklerini koruyamazlardı. Doğanın değişmez ve sonsuz olması için de maddesel varlıklarda meydana gelebilecek değişmeler ancak bu parçacıkların farklı biçimlerde birbirlerinden ayrılmaları, hareket etmeleri ve tekrar bir araya gelmeleri ile sınırlanmıştır. Parçacıklardan oluşan cisimler de böylelikle parçacıkların kendilerinin bölünmesiyle değil, birbirleriyle temas halinde oldukları noktalarda birbirlerinden koparak ayrılmaları ile bölünürler. Newton’un bu sözleri Gassendi’nin atom tanımlaması ile neredeyse aynıdır ve bundan 2.000 yıl önce Democritos’un bu konuda söylediklerinden de önemli bir fark göstermemektedir. "Öyle sanıyorum ki parçacıkların bu kuvvetten doğan pasif hareket ilkeleri ile bağlantılı bir vis inertiae’si bulunmasının yanı sıra hareketleri de yerçekimi, maddelerde çürüme ve fermantasyonu sağlayan etkenler ve cisimlerin birbirine yapışması gibi aktif ilkelerden kaynaklanmaktadır. Kanımca bunlar doğadışı bir takım özellikler olmayıp tam tersine doğanın genel yasalarının ortaya çıkarttığı ilkelerdir ve bunların nedenlerini bilmesek de kanıtlarını doğal olgularla görmekteyiz. Newton'un I. Hareket Yasası Eylemsizlik ilkesi olarak da bilinen bu kural; bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise cisim ya hareketsizdir veya düzgün doğrusal hareket ediyordur biçiminde ifade edilir. Cisimler hareket durumlarını kendi başlarına değiştiremezler. duran bir cismin hareket etmesi, hareket halindeki bir cismin durması için cisme dışarıdan bir kuvvetin etki etmesi gereklidir. Cisim belli bir hız kazandıktan sonra ona bir kuvvet etki etmezse cismin sabit hızlı hareketi devam eder. Bu kanuna örnek verilecek olursa; bir araç içerisinde gidiyorken araç hızlandığında öne veya arkaya doğru bir sendeleme meydana gelir. Veya duran bir araç hareket ettiğinde bir yere tutunulmadığında geriye doğru bir hareket yapılır. Arabalarda emniyet kemeri kullanılmasının, araçların ani durmasında veya bir yere çarpmasında içindeki kişilerin öne doğru hareket etmesini engellediği bilinmektedir. Okuma Parçası Eğer maddesel bir noktanın yeri mutlak bir koordinat eksenler sistemine göre tarif edilirse ve bu maddesel nokta dışarıdan başka cisimlerin etkisi altında bulunmuyorsa bu nokta ivmesiz olarak hareket edecektir; yani ya yani ya hareketsiz duracak veya bir doğru üzerinde sabit bir hızla hareket edecektir.Newton'un Eylemsizlik Prensibi Newton'un bu ifadesi şöyle açıklanabilir: Bir kuvvetin uygulanmasıyla durumunu değişmeye mecbur edilmediği takdirde, her cisim bulunduğu hareketsiz halinde veya düzgün hareket halinde kalır.Yani daha açık söylemek gerekirse: Hareketsiz halde duran ya da sabit bir hızla hareket etmekte olan bir cisme, herhangi bir başka kuvvet uygulanmadığı sürece bu durağan halini ya da sabit hızlı halini korur.(Otobüs birden durduğunda yolcuların birden öne doğru savrulduklarına dikkat etmişsinizdir. Savrulmanın nedeni, yolcuların durma anından önceki sabit hızlı hareketlerini sürdürmeleridir.) Bütün deneylerimiz gösterir ki; nerede ve ne zaman bir ivme meydana gelirse, bu ivme iki sebebin yalnız birinden veya her ikisinden dolayı meydana gelir. Bu ivme, kullanılan sistemin mutlak bir eksenler sistemi olmadığından veya başka cisimlerin etkisinden veya her iki sebepten ötürü olabilir. Başka bir sebep mümkün değildir. Bu iki sebebin mevcut olmaması halinde, maddesel noktanın ivmesi bulunmayacağı hakikati, bazen her noktanın eylemsizliği vardır sözü ile ifade edilir ve bu sebepten mutlak bir eksenler sistemine eylemsiz sistem denir. Kanunun kendisi, eylemsiz bir sisteminin anlamını genişletmemize imkan verir. Dolayısıyla, herhangi bir S1 eksenler sistemi mutlak bir eksenler sistemine göre ivmesiz olarak hareket ediyorsa, bir P maddesel noktasının S1 sistemine göre ivmesi mutlak bir sisteme göre ivmesinin aynı olacaktır; yani S1 de eylemsiz bir sistem olacaktır. Böylece birinci kanun doğru ise, yukarıda sözü geçen S sistemi çok büyük bir ihtimalle eylemsiz bir sistemdir. Birinci hareket kanunu, eğer P maddesel noktası başka bir cisim veya cisimlerin etkisi altında kalıyorsa ve bu etkiler birbirini yok etmiyorlarsa, P'nin eylemsiz bir eksenler sistemine göre hareketine ivme verilmiş olacaktır. Başka cisimlerin etkisi altında kaldığı zaman P maddesel noktası kuvvet etkisi altındadır denir. Birinci kanuna göre, bu takdirde , kuvvet sadece ivme ortaya çıkaran bir şeydir. Bu ancak başka cisimler tarafından uygulanır ve ortaya çıkardığı ivme ile ölçülür. Biz kuvvetleri verilen bir veya başka başka (fakat belli) maddesel noktalar üzerinde meydana getirdikleri ivmeleriyle karşılaştırabiliriz. İvme (Hız Değişimi) Cisimlerin hareketleri her zaman sabit hızlı hareket biçiminde olmaz. Gidilen yolun durumuna göre bazen hızlanma bazen de yavaşlama olur. Eğer cisim gittikçe hızlanıyorsa, hızın değeri zamanla büyürken, yavaşlayan cisimlerde hız küçülür. Buna göre, hızlanan cisim bir an öncesinden daha çok yol almaya, yavaşlayan cisim de daha az yol almaya başlar.  İvme, hızın birim zamandaki değişim miktarı olarak tanımlanır. t1 anındaki hız V1 iken, t2 anındaki hız V2 olan bir cismin ivmesi DV = V2 - V1 ve bu hız değişimi içen geçen süre Dt = t2 - t1'dir. Hızın birim zamandaki değişimi yani ivme ise şu şekilde formülleştirilir a = DV / Dt. İvmenin birimi ise m/s2'dir.    Hızlanan Hareket  Yukarıdaki şekli incelediğimizde, araba ilk 5 saniyede ortalama 5 m/s hızla giderken, 10. saniyeden sonra hızını 10 m/s ye çıkarmış, 15. saniyeden sonra ise hızı 15 m/s olarak belirlenmiştir. Bu duruma göre aracın hızlanan hareket yaptığı söylenir. Yukarıda verilen şeklin hız zaman grafiğini çizecek olursak şu şekil ortaya çıkar: |
| |
| Mesajiniza Tesekkur Eden Uyeler: | LAFAKOZ (05-13-2008)
|
|
12-14-2007, 20:49
| #4 |
| üyelik iptal edildi
Mesajlar: n/a | Ce: Hareket ve Kuvvet  Şekilde de görüldüğü gibi hız zamanla artmaktadır. Araç 5. saniyede 5 m/s hızla ilerlerken, 10. saniyede 10 m/s, 15. saniyede ise 15 m/s hıza ulaşmaktadır. Yani araç zamanla hızını artırmakta ve düzgün hızlanan hareket yapmaktadır. Her zaman aralığı için ivmeleri bulmak için kullanılacak formül a = V / t dir. Yapılacak işlemler sonrasında a1, a2, a3 için ivmelerin 1 m/s2 olduğu bulunmuştur. Aşağıdaki tablo İvme-Zaman grafiğine ilişkin bilgileri vermektedir. Her zaman aralığı için ivmeleri bulmak için kullanılacak formül a = V / t dir. Yapılacak işlemler sonrasında a1, a2, a3 için ivmelerin 1 m/s2 olduğu bulunmuştur. Aşağıdaki tablo İvme-Zaman grafiğine ilişkin bilgileri vermektedir. Yavaşlayan Hareket Bir cisim yavaşladığında hızı azalır. DV hız değişimi (-) işaretini alacağından cismin ivmesi de (-) olur. Yani cismin ivmesi azaldığından cisim düzgün yavaşlayan hareket eder.  Yukarıdaki verilen şekil incelendiğinde, araba ilk başlangıçta 15 m/s hızla giderken, 5. saniyeden sonra hızını 10 m/s ye , 10. saniyeden sonra ise hızı 15 m/s'ye düşürmüştür. 15. saniyeden sonra ise araç durmuştur. Bu duruma göre aracın yavaşlayan hareket yaptığı söylenir.  Düzgün hızlanan harekette olduğu gibi aracın bulunduğu her nokta için a1, a2, a3 ivmelerini hesapladığımızda a = -1 çıkmıştır. Bu durumda İvme -zaman grafiğini şu şekilde çizebiliriz.  İvme-zaman grafiğini incelediğimizde, aracın aynı ivme ile yavaşladığı görülmektedir. Bu durumdaki hareketlere düzgün yavaşlayan hareket denir.  Kuvvet, cisimlerin hızını değiştiren etkidir. Fakat bir kuvvet, her cisimde aynı zamanda aynı hız değişimini gerçekleştirmez. Aynı büyüklükteki iki kuvvetten birisi bir sandalyeye diğeri futbol topuna aynı süre etki ettiğinde top sandalyeye göre daha fazla hız kazanacaktır. Yani sandalye küçük ivme kazanırken top büyük ivme kazanmış olacaktır. Cisimlerin kazandıkları ivme, hem cisme etki eden kuvvetin büyüklüğüne hem de cismin cinsine bağlı olarak değişiklik gösterir. Kuvvet etkisi ile hareketlenen cisimlerin ivmeleri aynı olduğunda büyük kütleli cisme etkiyen kuvvet daha büyüktür. Her hangi bir cismi, sırası ile F, 2F ve 3F kuvvetleri ayrı ayrı hızlandırdığında, bu cismin ivmesi sırası ile a, 2a ve 3a olur. Yani her defasında cismi hızlandıran kuvvetin, cismin kazandığı ivmeye oranı sabittir. Buradan şu formülü elde ederiz:  Buradaki sabit oran, cismin ilerleme hareketine karşı gösterilen direnci simgeler. Buna da cismin eylemsizlik kütlesi ismi verilir. Eylemsizlik kütlesi m ile gösterilir. Eğer eylemsizlik kütlesi büyürse bu kuvvetin cisme kazandırdığı ivme azalır. Yani bir F kuvveti m kütleli bir cisme a ivmesi kazandırırsa, 2m ve 4m kütleli cisimlere a/2 ve a/4 ivmelerini kazandırır. Bu bilgilerden yola çıkarak Newton'un II Hareket Yasasını şu şekilde tanımlayabiliriz: Cismi ivmelendiren kuvvetin cisme kazandırdığı ivmeye oranı sabit ve cismin kütlesine eşittir. Formül olarak ise;  Yukarıdaki formülde geçen kavramları tablolaştıracak olursak;  |
| |
| The Following 2 Users Say Thank You to For This Useful Post: | hakan131972 (01-20-2008),
LAFAKOZ (05-13-2008)
|
|
12-14-2007, 20:50
| #5 |
| üyelik iptal edildi
Mesajlar: n/a | Ce: Hareket ve Kuvvet Newton'un III. Hareket Yasası (Etki-Tepki Yasası) Eğer bir cisme herhangi bir büyüklükte bir kuvvet etkirse, cisim de bu kuvvete eşit fakat zıt yönde bir tepki gösterir. Burada ortaya çıkan etki-tepki kuvvetlerinin büyüklükleri eşittir fakat yönleri birbirine terstir.    Örneğin bir futbol topu şekilde olduğu gibi duvara doğru yönlenmiş olsun. Top aşağıdaki şekildeki gibi duvara çarptığında topun duvara uyguladığı kuvvetle aynı büyüklükte fakat zıt yönde bir kuvvet de duvar tarafından topa uygulanır. Yani uygulanan kuvvetler; şeklinde ortaya çıkar.   Bütün cisimlerin kütlelerinin birbirlerini çektikleri bilinmektedir. Dünya ile Ay bu konuda güzel bir örnektir. Dünya, Ay'ı F kuvveti ile çekiyorsa Ay'da Dünyayı aynı büyüklüğe sahip kuvvet ile çekmektedir. Aynı şekilde bir masanın üzerindeki bir bilgisayar masaya bir kuvvet uygularken masa da bu kuvvetin ters yönünde bilgisayara aynı büyüklükte bir kuvvet uygulamaktadır. Bu bütün cisimler için geçerlidir. SÜRTÜNME KUVVETİ Bir cismi farklı yüzeylerde hareket ettirmenin, cismin hareketinde değişiklikler yaptığını günlük yaşantımızdan bilmekteyiz. Pürüzlü, kaygan veya cilalı yüzeylerde aynı cismin hareketi farklı farklı olmaktadır. Cam üzerinde bir cisim daha kolay hareket ederken tahta üzerinde hareket etmesi daha zordur. Cismin hareket ettiği yüzeyin pürüzlü olması, cismin harekete geçmesini zorlaştırırken, düz veya pürüzsüz yüzeylerde aynı cisim daha kolay harekete geçer. Bu nedenle halı, tahta, taşlı zemin gibi yüzeylerde cismi harekete geçirmek için gerekli olan kuvvet; cam, asfalt, yağlı zemin gibi yüzeylerdeki aynı cismi hareket ettirmek için gerekli olan kuvvetten daha büyüktür. Yani cismin temas ettiği yüzeyin pürüzlüğü arttıkça, cismin harekete geçmesi için gerekli olan kuvvete artmaktadır.  Şekilde olduğu gibi iki traktör yolda gitmektedirler. Bu traktörlerden bir tanesi asfalt yolda giderken diğer taşlı bir yolda gitmektedir. Taşlı yolda giden traktörle düz yolda giden traktörün aynı hızda gitmeleri için taşlı yoldaki traktörün daha fazla kuvvet kullanması gerekmektedir. Bir zemin üzerinde bulunan bir cismi harekete geçirmek için, yüzeyin cisme uygulanan hareketin zıt yönünde oluşan sürtünme kuvvetinden daha büyük bir kuvvete gereksinim vardır. Aksi taktirde uygulanan kuvvet cismin sürtünme kuvvetinden daha küçük veya eşitse cisim harekete geçmez. Sabit hızla hareket eden bir cisme etkiyen sürtünme kuvveti ile harekete geçirici kuvvetin bileşkesi sıfırdır. Çünkü cismi harekete geçirici kuvvet ile sürtünme kuvveti ters yöndedir. Bu bilgilerden hareketle; cisimler hareket ederken temas ettikleri yüzeylerin sürtünmesinden kaynaklanan ve yer değiştirmeye zıt yönde ortaya çıkan kuvvete sürtünme kuvveti denir. Sürtünme Kuvvetinin Bağlı Olduğu Etkenler a) Yüzeyin pürüzlü olması Cismin hareket edeceği yüzeyin pürüzlü olması cismin hareketinde önemlidir. Pürüzlü yüzeylerde cisimlerin hareket etmesi için daha büyük kuvvete ihtiyaç vardır. Bütün yüzeylerde mutlaka pürüz vardır. Cisimler birbiri üzerinde hareket ederken, yüzeylerindeki girinti ve çıkıntılar birbirinin içerisine girerek cismin hareket etmesini güçleştirirler. Cilalı yüzeylerde bu girinti-çıkıntılar daha az olduğundan sürtünme kuvveti de o oranda azdır. Bu nedenle pürüzlü yüzeylerin yağlanması ile bu girintiler azaltılarak daha az sürtünme kuvveti uygulaması sağlanabilir. b) Cismin ağırlığı Bir cismin ağırlığı arttığında cismin ve yüzeyin girinti-çıkıntıları daha fazla birbiri içine gireceğinden sürtünme de artar. Yani cismin hareketini engelleyen kuvvetin büyüklüğü de artar. Cismin hareket etmesini engelleyen bu kuvveti yenmek için, bu kuvvetten daha büyük bir kuvveti cisme uygulamak gerekir. Sürtünme Kuvvetinin Etkileri Sürtünme kuvveti, cisimlerin yüzeyde tutunmasına yardım eden bir etkendir. Eğer sürtünme kuvveti var olmasaydı birçok yaşamsal faaliyet mümkün olmazdı. Yolda yürüyemez, bir yerde oturamaz, yemek yiyemez, yazı yazamaz, araç kullanamazdık. Örneklerde de görüldüğü gibi her türlü hayati olayın gerçekleşmesinde sürtünme kuvvetinin etkisi vardır. Araba örneğini biraz açacak olursak, yolda hareketine başlayan bir aracın durması sürtünme kuvvetinin etkisi ile oluşmaktadır. Bu kuvvet olmasaydı frenler tutmayacağı için araba sürekli hareket ederdi. Buzun sürtünme kuvvetinin toprak veya asfalta göre daha düşük bir sürtünme kuvveti olduğu bilinmektedir. Kışın buzlu yollarda araçlar daha fazla kaymakta ve frenlerin etkisi daha az olmaktadır. Bu nedenle kışın meydana gelen kazalar, diğer zamanlara göre daha fazla olmaktadır. Bu nedenle kışın buzun erimesi için tuz kullanılması (suyun donma sıcaklığını düşürür) veya toprak atılması bu sürtünme kuvvetini artırmak içindir. Sürtünme kuvvetinin hayatımızı kolaylaştıran çok büyük etkilerinin yanında günlük yaşantıda işleri zorlaştırdığı da bilinmektedir. Çünkü sürtünme kuvvetini yenerek, cisimleri harekete geçirmek için daha büyük kuvvet kullanılması gerekir. Ve büyük yükleri, sürtünme kuvveti nedeni ile kas gücümüzle hareket ettiremeyiz. Bundan dolayı çeşitli makineler kullanarak bu yükleri hareket ettiririz. Makineler çalışırken, içerisindeki parçalar birbirine sürtünürler. Sürtünen bu parçalar zamanla aşınarak kullanılmaz hale gelirler. Makinelerin yıpranmasını engellemek için sürtünme kuvvetini düşürücü önlemler almak gerekir. Yani sürtünme kuvvetinin çok büyük yararları olmakla beraber bazı zorlukları da vardır. Sürtünme Kuvvetini Artırmak ve Azaltmanın Yolları Sürtünme kuvvetinin, bir olayın gerçekleşmesi için yetersiz kaldığı durumlarda alınması gereken tedbirler vardır. Bunlardan bazılarını sıralayacak olursak; a) Kışın araba lastiklerine zincir takılması, b) Sporcuların ayakkabılarının altına dişler yapılması, c) İş makinelerinin tekerlerinde dişlerin daha büyük yapılması, d) Büyük kütlelerin altına tekerlek tipinde cisimlerin konulması, e) Makinelerin yağlanması, f) Dik yokuşlarda ulaşımı kolaylaştırmak için önlemler alınması, SERBEST DÜŞME VE YER ÇEKİMİ Aynı yüke sahip cisimlerin birbirini ittiği, zıt yüklerin ise birbirini çektiği bilinmektedir. Mıknatıslarında aynı kutupları birbirini iterken, zıt kutuplar birbirini çekmektedir. Yüklü cisimlerin bu şekilde birbirini etkileme kuvvetlerine elektrik kuvvetleri, mıknatısların etkileşme kuvvetlerine ise magnetik kuvvetler denir. Bu kuvvetlerin dışında hayatımızı etkileyen bir diğer kuvvet daha vardır. Buna da kütle çekim kuvveti denir. Kütle Çekim Kuvveti Kütlelerin birbirine karşı çekim kuvvetleri vardır. Karşı karşıya gelen iki cisim birbirine çekim kuvveti uygular. Her gün baktığımız ayna ile bizim aramızda, yan yana olan iki bina arasında ve dünya ile ay arasında bu kuvvet vardır. Büyüklükleri arasında çok fazla fark olmayan cisimler arasındaki kütle çekim kuvveti hissedilemezken, büyük farka sahip kütlelerin birbirine uyguladıkları çekim kuvveti ölçülebilecek düzeydedir. Örneğin ayna ile bizim aramızdaki kütle çekim kuvveti çok küçük olmasına rağmen, dünya ile araba arasındaki kütle çekim kuvveti ölçülebilecek seviyededir. OKUMA PARÇASI Kütle Çekim Kuvveti Yukarı atılan bir cisim, bir süre sonra döner ve yere düşer. Irmaklar hep yukarıdan aşağıya doğru akar. Bunun açıklamasını "yerçekimi" olarak yaparız. Bu, tüm kütleli nesnelerde, gezegenlerde ve yıldızda varolan bir kuvvettir ve ona "kütle çekimi" diyoruz. Bu çekim, en yoğun cisimleri ve "boşluğu" eşit oranda donatır. Ondan korunmanın ya da onu etkilemenin hiçbir yolu yok. Uzaklıkla azalır; ama hiçbir şekilde kaybolmaz. Atmosferi Yerküre'nin çevresinde tutan kuvvet ya da bizim Evren boşluğuna uçup gitmemizi engelleyen kuvvet, Dünya'nın uyguladığı kütle çekimi kuvvetidir. Bir yapma uyduyu, Dünya yörüngesine yerleştirmek için gerekli hız, saniyede 8 kilometreden (8 km/s) az değildir. Dünya'nın çekiminden kurtulmak ve onu temelli terk etmek için saniyede 11.2 kilometre hız yapmak gerekir. Güneş'in kütle çekimi daha büyüktür. Çünkü Güneş'in kütlesi, Dünya'nınkinin 400 bin katıdır. Güneş'in kütlesel çekimini aşabilmek için saniyede 16.7 kilometrelik hız gerekir. Kuşkusuz insanoğlu çok eski zamanlarda da kütle çekimini sezmiş ve onu hesaba katmış olmalı. İlginçtir, bilinen bu eski kuvvet, çağlar boyu açıklanamamış olarak kaldı. Kütle çekimi için bilimsel bir kuram geliştiren ve bunu Evren'i kapsayacak kadar genişleten, büyük İngiliz bilimcisi Sir Isaac Newton (1642-1727) idi. Masa üzerindeki bir kitabı inceleyelim. Kitaba herhangi bir etki olmadıkça kitap, masa üzerinde hareketsiz kalır. Şimdi, kitabı yatay doğrultuda sürtünme kuvvetini yenecek büyüklükte bir kuvvetle sağa doğru itelim. Sürtünme kuvveti kitapla masa arasında varolan bir kuvvettir. Kitaba uygulanan kuvvet, sürtünme kuvvetine eşit ve zıt yönlü ise kitap sabit bir hızla hareket edebilecektir. Uygulanan kuvvet sürtünme kuvvetinden büyükse kitap ivmelenir. Uygulanan kuvvet ortadan kalkarsa sürtünme kuvvetinin etkisi ile kısa bir süre hareket ettikten sonra durur (negatif ivmelenme sonucu). Şimdi, kitabın karşıdan karşıya kaygan hale getirilmiş yüzeyde itildiğini düşünelim. Kitap, yine duracak fakat önceki durumda olduğu gibi çabucak durmayacaktır. Döşemeyi, sürtünmeyi tamamen ortadan kaldıracak kadar cilalar, parlatırsanız kitap, bir defa harekete geçtikten sonra, karşı duvara çarpıncaya kadar aynı hızla hareket edecektir. Galileo, cisimler hareket halinde iken, durmaya ve hızlanmaya direnme (eylemsizlik) tabiatına sahip olduğu sonucuna da varmıştı. Bu yeni yaklaşım daha sonra Newton tarafından formülleştirilerek, kendi adıyla anılan Newton'un "Birinci Hareket Yasası" olarak tanımış ve şöyle ifade edilmiştir: "Bir cisme bir dış kuvvet (bileşke kuvvet) etki etmedikçe, cisim durgun ise durgun kalacak, hareketli ise sabit hızla doğrusal hareketine devam edecektir." Daha basit bir anlatımla, bir cisme etki eden net kuvvet sıfırsa ivmesi de sıfırdır. Newton'un birinci yasası, bir cisme etki eden dış kuvvetlerin bileşkesi sıfır olduğu zaman cismin davranışındaki değişmeleri inceler. Bir cisim üzerine sıfırdan farklı bir bileşke kuvvet etki ettiği zaman neler olur? Bu sorunun yanıtını Newton'un ikinci yasası verir. Çok düzgün, cilalı, parlatılmış yatay bir yüzey üzerinde, sürtünme kuvvetini önemsemeyerek bir buz kalıbını ittiğinizi düşünün. Buz kalıbı üzerinde yatay bir F kuvveti uygularsanız, kalıp "a" ivmesi ile hareket edecektir. Kuvveti iki katına çıkarırsanız ivme de iki katına çıkacaktır. Bu tür gözlemlerden bir cismin ivmesinin, ona etkiyen bileşke kuvvet ile doğru orantılı olduğu sonucuna varırız. Peki bileşke kuvveti aynı tutarken cismin kütlesini iki katına çıkarırsak ne olur? İvme yarısına düşer; üç katına çıkarılırsa üçte birine düşer. Bu gözleme göre, bir cismin ivmesinin kütlesi ile ters orantılıdır. Buna göre Newton'un ikinci yasası şöyle anlatılabilir: "Bir cismin ivmesi, ona etki eden kuvvetle doğru orantılı, kütle ile ters orantılıdır." Elbette ki gezegenler, Kepler Yasalarına göre hareket ediyordu. Ama neden gezegenler değişik ve üstelik düzgün bir hızla hareket etmiyordu? Gezegenlerin gökyüzünde hareket etmeleri için onları "iten" bir gücün olması gerektiği düşünülüyordu. Ama bu güç neydi? Newton'un yaşadığı dönemde hiç olmazsa birçok insan astrolojiyi ciddiye almıyordu; yani gezegenleri meleklerin itmediği kesindi. Newton, Kepler'in formüllerini çıkarmak için kütlesel çekim (gravitasyonal alan) yasasını kullanmıştı. Newton, Galileo'nun sarkaç deneylerini inceledi ve buradan boşlukta serbestçe dolaşan gezegenlere etkiyen bir çekimin bulunması gerektiği sonucuna kolayca vardı. Çünkü o, düşünür ve matematikçiydi. Gezegenler, eliptik yörüngeler izliyordu. Bu yörüngeler üzerinde dolanırken Güneş'e daha yakın oldukları yerlerde hızları artıyor, sonra Güneş'ten uzaklaştıkça hızl |
