Kuvvet-2
Hız ve kuvvet farklı şeylerdir. Vektörleri birbirlerinden çıkartılamaz.
Newton'un Hareket Yasaları
1. Yasa: Eylemsizlik Prensibi
Durgun bir araba aniden hızlanmaya başladığında içindeki insanlar geriye, hareket eden ise aniden yavaşladığında, içindeki insanlar ileriye gider.
Durgun cisimlerin durmaya devam etme, giden cisimlerin de gitmeye devam etme eğilimlerine eylemsizlik denir. Eylemsizlik cisimlerin kütlelerinden dolayı hareket durumunu koruma isteğidir.
Eylemsizlik kütleleri olan her şey için geçerlidir. Kütle ne kadar büyük olursa eylemsizlik de diğer kuvvetlere karşı o kadar dirençli olur. Çünkü cisim kütlesi kadar kuvvet uygular.
Eylemsizlik ya da cisme etki eden net kuvvetin 0 olması, cismin hareket etmediğini değil, duruyorsa durduğunu hareket ediyorsa da aynı hızda harekete devam ettiğini gösterir. (Hızlandırıcı ve yavaşlatıcı kuvvetler olabilse de birbirlerini götürebilirler.)
2. Yasa: Dinamiğin Temel Prensibi
Net kuvvet sıfır olmadığında, eğer net kuvvet varsa, cisim hızlanarak hareket eder.
Uygulanan kuvvet ve ivme değeri doğru orantılıdır. Kuvvet F iken ivme a ise, kuvvet 2F iken ivme 2a dır.
Bir cisme uygulanan net kuvvet, cismin kütlesi ve ivmesinin çarpımı ile bulunur.
- \(F_{\text{net}}=m.a\)
Kuvvet bölü ivme kütleyi verdiğinden, kuvvet-ivme grafiğinin eğimi de kütleyi verir.
Hatırlatma: İvme, birim zamandaki hız değişimidir. (\(\text{hız değişimi}/\text{geçen zaman}\))
Ağırlık ve Yerçekimi İvmesi
Ağırlık, kütlenin yerçekimi ivmesine maruz kalmış halidir.
Dünya, kütle çekimi sebebiyle, yakınındaki cisimlere bir çekme kuvveti uygular.
Ağırlık G sembolü ile gösterilir ve vektöreldir. Birimi ise Newton dur. (kg değil!)
Kütle, değişmeyen madde miktarıdır. Ağırlık ise cisimlerin bulundukları gezegenler tarafından uygulanan çekme kuvvettidir ve değişebilir.
- Cismin kütlesi ne kadar büyükse, uyguladığı Newton kuvveti o kadar fazla olur.
\[\vec{G}\text{(Ağırlık)}=m\text{(Kütle)}.\vec{g}\text{(Yerçekimi ivmesi)} \]
Dünyada kütle çekimi en az everest tepesinde, sonra ekvatordadır. En fazla ise kuzey kutbundadır. (Sebebi dünyadan uzaklığın artması ile kütle çekimin etkisinin azalmasıdır)
Sarkıtılmış bir cismi tutan ip, cisme yukarı yönde, yer çekiminin uyguladığı kadar bir çekme kuvveti uygular. Yer çekimi ise aşağı yönde kuvvet uygular. \((G_{\text{cisim}}=F_{\text{ip}})\)
3. Yasa: Etki-Tepki Yasası
Herhangi bir A cismi bir B cismine kuvvet uygularsa B cismi de A cismine Kuvvet uygular. Bu iki kuvvet aynı büyüklükte ve zıt yönlüdür.
Etki ve tepki kuvvetleri aynı cisme değil, farklı cisimlere etki eder. Bu sebeple net kuvvetleri(bileşkesi) 0 değildir.
İki cisim birbirine F kuvveti uyguluyor olsun. Birinin kütlesi 1m, diğeri 2m ise, 1m kütleli cisim 2a ile hızlanırken, 2m kütleli cisim 1a ivme ile hızlanır. (Kütlen ne kadar büyükse, o kadar az ivmelenirsin)
Ağırlık kuvveti (G) ve Normal kuvvet (N) etki-tepki çifti değildir.
- Dünya zemini, üstünde duran cisme yer çekimi kuvveti uygular. Bu kuvvet cisme etki eder.
- Cisim de dünyayı tepki olarak kendine doğru çeker. Ağırlık kuvvetinin zıddı budur.
- Normal kuvvet ise cismin yere basınç uygulayarak oluşturduğu itme kuvvetinin tepkisidir.
Yine de, yerde duran bir cisme uygulanan normal kuvvet ve ağırlık kuvveti aynı büyüklüktedir.
Etki ve tepki kuvvetleri arasında zaman farkı yoktur, aynı anda oluşurlar. Bu sebeple tepki olan kuvvete etki de denilebilir.