Bölüm V: Hareket Kanunları

Bölüm V: Hareket Kanunları

Kuvvet iki cisim arasındaki etkileşmedir. Kuvvet cismi harekete geçirebildiği gibi onun durumunu korumasına da sebep olur. Newton cismin hızındaki değişmeye kuvvetin yol açtığını öne sürdü. Bu durumda sabit hız ile hareket eden ya da duran cisme etki eden kuvvet sıfırdır ve dolayısıyla cismin ivmesi sıfırdır. Cisim dış kuvvet etkisi ile ivmelenir. Bir cisim üzerine etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamına net kuvvet denir. Net kuvvet sıfır ise cisim dengededir ve ivmesi sıfırdır, hızı değişmez.

Cisimler arasında oluşan kuvvetler, etkileşim şekline göre iki gruba ayırılır.

i) Temas kuvvetleri: İki cisim arasındaki temas ile ortaya çıkar. Bir cismi hareket ettirmek için uygulanan kuvvet, sürtünme kuvveti, vs.

ii) Alan kuvvetleri: Cisimler arasında fiziksel temas olmadan etkisini gösteren kuvvetlerdir. Kütle çekim kuvveti, elektrik ve manyetik kuvvetler bunlara örnek olarak verilebilir.

5.2. Newton Yasaları

Newton’un I. Yasası: Üzerine hiç bir kuvvet etki etmeyen bir cisim durgun veya düzgün doğrusal hareket halini korur. Bir

5.3. Ağırlık ve Çekim Kuvvetleri

Newton’un II. Yasası: Bir cismin ivmesi (𝑎⃗) ona etki eden bileşke kuvvet (𝐹⃗) ile doğru orantılı, kütlesi (𝑚) ile ters

orantılıdır:

𝐹⃗ = 𝑚 𝑎⃗ = 𝑑 𝑝⃗ 𝑑𝑡

Bu yasa Newton’un hareket yasası olarak adlandırılır. Kuvvet, ivme ile aynı yöne sahiptir. Kuvvetin SI birim siteminde birimi Newton (N)’dur: 1 𝑁 = 1 𝑘𝑔 𝑚/𝑠0_.

Newton’un III. Yasası: Birbiriyle etkileşen iki cismin birbirine uyguladıkları kuvvetler cisimleri birleştiren doğrultuda ise

bu cisimlerin birbirlerine uyguladıkları kuvvetlerin büyüklükleri eşit yönleri zıttır: 𝐹⃗10 = −𝐹⃗01.Etki tepki kuvvetleri

farklı cisimlere uygulanır.

Kütle, cismin değişmeyen bir özelliği olup, cismin sahip olduğu eylemsizliğin bir ölçüsüdür. Kütle skaler bir niceliktir ve SI birim sisteminde birimi 𝑘𝑔’dır. Kütle ve ağırlık farklı niceliklerdir. Bir cismin ağırlığı ona etki eden çekim kuvvetinin büyüklüğüdür. Dünya tarafından cisme uygulanan bu çekim kuvveti dünyanın merkezine doğru yönelmiştir: 𝐹⃗₄ = 𝑚 𝑔⃗. Burada 𝑔⃗ yerçekimi ivmesidir. Büyüklüğü, dünya yüzeyine yakın yerlerde 𝑔 = 9,8 𝑚/𝑠0_{, yönü dünyanın merkezine}

5.4. Sürtünme Kuvveti

Bir temas kuvveti olan sürtünme kuvveti, çevresiyle etkileşimde bulunan bir cismin hareketine karşı koyan bir kuvvettir. İki yüzey arasında oluşan sürtünme kuvveti iki gruba ayırılır: statik ve kinetik sürtünme kuvveti. Yatay bir 𝐹⃗ kuvvetin etkisi altında cismin hareket etmesine engel olan kuvvet statik sürtünme kuvvetidir. Bu kuvvet 𝑓⃗9 ile gösterilir. Statik sürtünme

kuvvetinin büyüklüğü

𝑓₉ ≤ 𝜇₉ 𝑁

ile verilir. Burada, 𝑁 cisme uygulanan normal kuvvet ve 𝜇9 ise statik sürtünme katsayısıdır.

Cisim harekete başladıktan sonra bu kuvvetin değeri düşer ve bu durumda harekete karşı koyan kuvvet kinetik sürtünme kuvveti olarak adlandırılır, 𝑓⃗<ile gösterilir. Kinetik sürtünme kuvveti de normal kuvvet ile orantılıdır ve

𝑓_< = 𝜇_< 𝑁