alierbulut
43 Takipçi | 16 Takip
01 09 2008

Newton'un Etki-Tepki Yasası

Newton'un Hareket Yasaları

Newton'ın hareket yasaları, bir cisim üzerine etki eden kuvvetler ve cismin hareketi arasındaki ilişkileri ortaya koyan üç yasadır. İlk kez Sir Isaac Newton tarafından 5 Temmuz 1687 tarihinde yayımlanan Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı çalışmada ortaya konmuştur. Bu yasalar klasik mekaniğin temelini oluşturmuş, bizzat Newton tarafından fiziksel nesnelerin hareketleri ile ilgili bir çok olayın açıklanmasında kullanılmıştır.  Newton, çalışmasının üçüncü bölümünde, bu hareket yasalarını ve yine kendi bulduğu evrensel kütleçekim yasasını kullanarak Kepler'in gezegensel hareket yasalarının elde edilebileceğini göstermiştir.

1. Yasa Eylemsiz referans sistemi adı verilen öyle referans sistemleri seçebiliriz ki, bu sistemde bulunan bir parçacık üzerine bir net kuvvet etki etmiyorsa cismin hızında herhangi bir değişiklik olmaz. Bu yasa genellikle şu şekilde basitleştirilir: “Bir cisim üzerine dengelenmemiş bir dış kuvvet etkimedikçe, cisim hareket durumunu (durağanlık veya sabit hızlı hareket) korur.” 2. Yasa Eylemsiz bir referans sisteminde, bir parçacık üzerindeki net kuvvet onun çizgisel momentumunun zaman ile değişimi ile orantılıdır: F = d (mv) / dt. Momentum, (mv) kütle ile hızın çarpımına eşittir. Kuvvet ve momentum vektörel nicelikler olduğundan, net kuvvet cisim üzerine etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamı ile bulunur. Bu yasa sıklıkla şu şekilde ifade edilir: “F=ma: Bir cisim üzerindeki net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir.” 3. Yasa Bir A parçacığı, B parçacığı üzerine bir kuvvet uyguladığında, B parçacığı A üzerine aynı anda eşit büyüklükte ve zıt yönlü bir kuvvet uygular. Burada dikkat edilmesi gereken bu kuvvetlerin aynı doğrultu üzerinde olduğudur. Bu yasa çoğu zaman şu cümle ile basitleştirilebilir “Her etkiye karşılık eşit ve zıt bir tepki vardır.”

Bu yasalara getirilen çeşitli yorumlar vardır. En genel olan yorumda kütle, ivme ve (en önemlisi) kuvvetin önceden tanımlanmış olduğu varsayılmaktadır. Ancak Newton'ın birinci ve ikinci yasasının aslında kuvvetin ve kütlenin tanımı olduğuna dair yorumlar da mevcuttur.

Dikkat edilirse ikinci yasa ancak gözlem bir eylemsiz referans sisteminden yapıldığında geçerlidir. Eylemsiz referans sistemi birinci yasada tanımlanmış olduğundan ikinci yasayı kullanarak birinci yasanın ispatını aramak mantıksal bir yanılgı olacaktır.

Işık hızına yaklaşan hızlarda Newton yasaları fiziksel olayları açıklamakta yetersiz kalmakta, bu nedenle geçerliliklerini yitirmektedirler. Işık hızlarına yakın hızlarda cisimlerin hareketi incelenirken Albert Einstein'ın geliştirdiği özel görelilik teorisi dikkate alınmalıdır.

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.



Yukarıdaki şekilde bilgisayarın ağırlığı (G=mg) masayı aşağı doğru iterken, masada zıt yönde bir kuvvetle (N=mg) bilgisayarı yukarıya doğru iteler. Böylece masa üzerindeki bilgisayar bu iki zıt yönlü kuvvetin etkisi ile dengede kalır.







Not: Her etki kendisine eşit büyüklükte fakat zıt yönde bir tepki meydana getirir. Etki ile tepki eşit ve ters yönde olmalarına rağmen bileşkeleri sıfır değildir. Çünkü bu kuvvetlerin bileşkeleri alınamaz. İki kuvvetin bileşkesinin alınabilmesi için aynı noktaya veya aynı cisme etkimeleri gereklidir. Yukarıdaki örneklerde de görüldüğü gibi etki ve tepki farklı cisimler üzerinde olduklarından bileşkeleri alınamaz.



www.gazi.edu.tr

 

6053
0
0
Yorum Yaz