Newton'un hareket yasaları, bir cisim üzerine etki eden kuvvetler ve cismin yaptığı hareket arasındaki ilişkileri ortaya koyan üç yasadır. İlk kez 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 birçok 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 etki etmedikçe, 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:
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 cisme, bir kuvvet etki ediyorsa; cisimden kuvvete doğru eşit büyüklükte ve zıt yönde bir tepki kuvveti oluşur. Burada dikkat edilmesi gereken bu kuvvetlerin aynı doğrultu üzerinde olduğudur. Bu yasa çoğu zaman şu cümle ile basitleştirilebilir: “Her etkiye karşılık eşit büyüklükte 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 hareket kanunları
Newton'un birinci yasası: Eylemsizlik yasası
“ | Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare. | „ |
“ | Yasa I: Tüm cisimler bir kuvvet etkisi tarafından durumunu değiştirmeye zorlanmadıkça düzgün doğrusal hareketini veya durağanlığını korur. | „ |
Basitleştirilmiş bir şekilde, bir cisim üzerindeki net kuvvet, o cisim üzerine etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamıdır. Bu toplam sıfır ise, Newton'ın birinci yasası cismin hareket durumunun değişmeyeceğini söyler. Aslında burada iki durum oluşur:
- Hareket etmeyen bir cisim, üzerine bir net kuvvet etki edinceye dek hareket etmeyecektir.
- Hareketli bir cisim, üzerine net bir kuvvet etki etmedikçe hızını değiştirmeyecektir (ivmelenmeyecektir).
Birinci durum çoğu kişi tarafından açıkça anlaşılabilir olmasına rağmen, ikinci durumu anlamak için üzerinde biraz düşünmek gereklidir çünkü gündelik yaşantımızda hareketini sürekli olarak sürdüren cisimleri pek görmeyiz (göksel hareketler hariç). Bir kalemi masa üzerinde kaydırırsak, hareketini sonsuza dek sürdürmeyecek, yavaşlayıp en sonunda duracaktır. Kalemin hızı değişmiştir ve Newton'ın yasalarına göre böyle bir hız değişikliği ancak cisim üzerine bir net kuvvet etki etmesi sonucunda oluşabilir. Bu kuvvet kalem ve masa arasında, kalemin hareketinin tersi yöndeki sürtünme kuvvetidir ve cismin yavaşlamasına neden olmaktadır. Böyle bir kuvvetin yokluğunda kalemin hızı azalmayacak, hareketini sürdürmeye devam edecektir. Sürtünme kuvvetinin az olduğu durumlara bir örnek olarak bir hava hokeyi masası veya buz pateni pisti verilebilir.
Yasanın doğruluğunu mükemmel bir şekilde gösteren deneyler sürtünmenin her deneyde kaçınılmaz olarak ortaya çıktığı için yapılamamaktadır. Öyle ki dış uzayda bile engellenemeyen kütleçekimsel kuvvetler böylesi mükemmel bir deneyin yapılmasını engellemektedir. Ancak yine de yasa, bir nesnenin hareket durumundaki değişikliğin temel nedenlerini vurgulamakta işe yaramaktadır.
Newton'ın birinci yasası eylemsizlik yasası olarak da bilinmektedir ve sıklıkla "sıfır net kuvvet, sıfır ivmelenmeye karşılık gelir." şeklinde açıklanır. Ancak bu açıklama fazla basitleştirilmiştir. Newton tarafından formüle edildiği üzere, birinci yasa ikinci yasanın özel bir hali olmaktan daha fazla şey içerir. Newton iyi bir nedenle yasalarını hiyerarşik bir sıralamada düzenlemiştir. Öyle ki birinci yasa, diğer yasaların uygulanabilir olduğu "eylemsiz referans çerçeveleri" olarak adlandırılan referans çerçevelerini tanımlar. Yasaların niçin eylemsiz referans sistemleri ile sınırlı olduğunu anlamak için ivmeli hareket eden bir cisim (örneğin pistte kalkış için hızlanmakta olan bir uçak) içinde duran bir topu göz önüne alın. Uçak içinde bulunan herhangi bir kişinin bakış açısından (ya da teknik bir deyiş ile "uçağın referans çerçevesinden") uçak ileri doğru ivmelendikçe, top geriye doğru hareket ediyormuş gibi görünecektir (bu etki uçak ivmelenirken sizi koltuğunuza bastıran etki ile aynıdır). Uçak içindeki yolcuların bakış açısından topu hareket ettirecek hiçbir kuvvet bulunmamasına rağmen topun bu hareketi, Newton'ın ikinci yasası ile çelişir gibi görünmektedir. Gerçekte ise ikinci yasa ile ilgili bir çelişki yoktur çünkü Newton'ın ikinci yasası böyle bir durum için uygulanabilir değildir: İkinci yasa ancak topun üzerine bir kuvvet etki etmediğinde onun sabit kalacağı eylemsiz referans sistemlerinde (birinci yasada tanımlanan) geçerlidir. Bu durumda "uçak referans sistemi" bir eylemsiz referans sistemi değildir. Görüldüğü üzere, tüm yasalar her durumda uygulanabilir olmadığından, çeşitli yasaların çeşitli durumlara uygulanabilir olup olmadıkları konusu önem taşımaktadır. Özetlemek gerekirse:
- Eylemsiz referans sistemleri olarak adlandırılan öyle referans sistemleri vardır ki bu sistemlerde bulunan gözlemciler için üzerine herhangi bir kuvvet etki etmeyen tüm cisimler hareket durumunu korur.
Eylemsizlik yasasının tarihi
Newton'ın birinci yasası Galileo tarafından daha önce açıklanan eylemsizlik yasasının bir yeniden ifadesidir. Bu görüş, tüm cisimlerin evrende doğal bir yerinin olduğunu söyleyen Aristocu görüşten farklıdır. Aristo, kayalar gibi ağır cisimlerin Dünya üzerinde, duman gibi hafif nesnelerin gökyüzünde, yıldızların ise cennette durma isteklerinin olduğuna inanıyordu. Buna rağmen Aristo'nun ve Galileo'nun fikirleri arasındaki temel fark Galileo'nun bir cisim üzerine etki eden kuvvetin cismin hızını değil ivmesini belirliyor olduğunu söylemesidir. Yine Aristo'dan farklı olarak Galileo bu söylemini inançlarına değil, deney ve gözleme dayalı olarak ortaya koymuştur. Bu anlayış Newton'ın, birinci yasasını (kuvvet yoksa, ivme yoktur) oluşturmasında yol göstermiş ve üzerine kuvvet etkimeyen cisimlerin hızlarını koruyacağı görüşünü ortaya çıkarmıştır.
Görünüşe göre eylemsizlik yasası birbirinden bağımsız olarak birkaç doğa filozofu tarafından keşfedilmiştir. Hareketin eylemsizliği MÖ 3. yüzyılda Çin filozofu tarafından, MS. 11. yüzyılda İslam bilginleri İbn-i Heysem ve İbn-i Sina tarafından açıklanmıştır. 17. yüzyılda yaşamış olan filozof René Descartes yasayı formüle etmiştir ancak onu doğrulamak için hiçbir deney yapmamıştır.
Newton'un ikinci yasası: Dinamiğin temel prensibi
“ | Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.. | „ |
“ | Yasa II: Bir cismin momentumundaki değişim, cisim üzerine uygulanan itme ile orantılıdır ve itmenin uygulandığı düz doğru boyunca meydana gelir. | „ |
Newton'ın Latince kitabından Motte'nin 1729 yılında yaptığı çeviride ikinci hareket yasası aşağıdaki gibi ifade edilmiştir:
“ | Hareketin değişimi, uygulanan hareket ettirici kuvvet ile doğru orantılıdır ve kuvvetin uygulandığı düz çizginin doğrultusundadır. -Bir kuvvet ister tümüyle bir seferde, isterse de kademeli ve art arda uygulansın, eğer bir hareket oluşturuyorsa, bu kuvvetin iki katı büyüklüğe sahip başka bir kuvvet hareketi ikiye, üç katı büyüklüğündeki bir kuvvet hareketi üçe katlayacaktır. Ve bu hareket (uygulanan kuvvet ile her zaman aynı doğrultuda), eğer cisim daha önceden hareket halinde ise, önceki hareket ile aynı doğrultuda olması durumunda önceki hareket ile toplanır, önceki hareket ile zıt doğrultuda olması durumunda önceki hareketten çıkartılır. Eğer önceki hareketin doğrultusu ile uygulanan kuvvet etkisi ile oluşturulan yeni hareketin doğrultusu birbirinden farklı ise cismin sonuç olarak hareketi, doğrultuları farklı bu iki hareketin bileşimi şeklinde olacaktır. | „ |
Modern sembolik gösterim ile Newton'ın ikinci yasası bir vektörel diferansiyel denklem şeklinde yazılabilir:
Burada F kuvvet, m kütle, v hız vektörü ve t zamandır.
Kütle ve hızın çarpımı cismin momentumu olarak tanımlanmıştır (Newton tarafından bu çarpım "hareket miktarı" olarak adlandırılmıştır). Bu eşitlik sabit kütleye sahip sistemler için kuvvet ve momentum arasındaki fiziksel ilişkiyi ifade eder. Eşitlik sıfır net kuvvet etkisi altındaki bir sistemin momentumunun zamanla değişmeyeceğini söyler. Buna rağmen böyle bir durumdaki sisteme giren veya çıkan herhangi bir miktardaki kütle, bir dış kuvvet etkisi sonucu olmaksızın sistemin momentumunu değiştirecektir ki bu durum ikinci yasaya aykırıdır. Böyle durumlarda bu eşitlik geçersizdir.
Bakınız açık sistemler.
Bu eşitliğin eylemsizlik yasası ile uyumlu olması açısından belirtilmelidir ki, momentumun büyüklüğü değişmeksizin, sadece yönü değişiyorsa, momentumun zamana göre türevi sıfırdan farklı olmalıdır.
Sistemin kütlesi sabit olduğundan bu diferansiyel denklem daha basit ve bilinen bir formda yazılabilir:
Bu eşitlikte
ivmeyi belirtmektedir.
F=ma eşitliğini sözlü olarak "bir cismin ivmesi, üzerine uygulanan kuvvet ile doğru, cismin kütlesi ile ters orantılıdır." şeklinde ifade edebiliriz. Genel olarak, ışık hızına göre düşük olan hızlarda, momentum ve hız arasındaki ilişki yaklaşık olarak doğrusaldır. Gündelik yaşamımızda deneyimlediğimiz neredeyse tüm hızlar bu kategoridedir. Buna rağmen, ışık hızına yaklaşan hızlarda momentum-hız arasındaki bu doğrusal yaklaşım giderek artan biçimde hatalı olmaktadır ve özel görelilik kuramının kullanımına ihtiyaç duyulmaktadır.
İtme
İtme terimi ikinci yasa ile yakından ilişkilidir ve tarihsel olarak yasanın orijinal anlamına daha yakındır. İtme aşağıdaki gibi tanımlanmaktadır:
- Bir itme, bir F kuvvetinin Δt zaman aralığı boyunca etkimesi sonucu oluşur ve ifadesi ile gösterilir.
Newton tarafından "İtme" kavramı hareket ettirici kuvvet olarak, "Momentum" kavramı ise hareket olarak ifade edilmiştir. Sonuç olarak ikinci yasanın tarihsel yaklaşım ile itme ve momentum değişimi arasındaki ilişkiyi böyle açıkladığı söylenebilir. Dolayısıyla ikinci yasa orijinaline uygun şekilde matematiksel olarak sonlu farklar şeklinde ifade edilebilir:
Burada I itme, Δp momentumdaki değişim, m kütle ve Δv hızdaki değişimdir.
Çarpışmaların analizinde itme kavramı kullanılmaktadır.
Değişken kütleli sistemler
Yaktığı yakıtı püskürterek yol alan ve bir roket gibi değişken kütleli sistemler, kapalı sistem değildirler. Bu tip sistemleri incelerken ikinci yasadaki kütleyi doğrudan zamanın bir fonksiyonu olarak alamayız. Bunun nedeni, Kleppner ve Kolenkow'un An Introduction to Mechanics (Mekaniğe giriş) kitabında ve diğer modern metinlerde verildiği üzere, Newton'ın ikinci yasasının temel olarak noktasal parçacıklara uygulanabilmesidir. Klasik mekanikte parçacıklar, tanımları gereği sabit kütleye sahiptirler. İyi tanımlanmış parçacık sistemleri için Newton yasaları, sistemde bulunan tüm parçacıklar üzerinden toplam alınarak genişletilebilir:
Burada Fnet sistem üzerindeki toplam dış kuvvet, M sistemin toplam kütlesi ve akm sistemin kütle merkezinin ivmelenmesidir.
Bir roket, su sızdıran bir kova veya ucu salınan şişirilmiş bir balon gibi değişken kütleli sistemleri parçacık sistemleri olarak ele alıp işlem yapmak genellikle çok zordur, bu nedenle bu tip sistemler için Newton'ın ikinci yasası doğrudan uygulanamaz. Bunun yerine m kütlesi zamanla artan veya azalan bir cismin genel hareket denklemi, ikinci yasanın, sisteme giren veya sistemden ayrılan kütle tarafından taşınan momentumu ifade eden bir terimin eklenerek yeniden düzenlenmesiyle elde edilir:
Burada u sistemden kaçan veya sisteme giren kütlenin, sistemin kütle merkezine göre hızıdır. Kimi standartlara göre, denklemin sağ tarafında "tepki" (İng. thrust) olarak adlandırılan u dm/dt ifadesi, kuvvet (değişen kütle nedeniyle cisim üzerine uygulanan kuvvet, roket egzozu gibi) olarak tanımlanır ve F niceliğine dahil edilir. İvmenin tanımının da yerine koyulması ile eşitlik,
halini alır.
Görelilik
- Özel göreliliği göz önüne alarak, bileşke kuvvet yasası ivme cinsinden aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
Bu eşitliğin elde edilmesinde enerjinin meşhur ifadesi kullanılmıştır. () Dikkat edilmesi gereken nokta bu eşitliğin yaklaşık bir eşitlik olduğudur. (Bir cismin toplam enerjisi olarak ifade edilir. Lorentz faktörü olup ışık hızından çok daha yavaş hareket eden cisimler için yaklaşık olarak birdir.) Aşağıdaki eşitlik bir kuvvet tarafından birim zamanda yapılan işi ifade eder:
Burada F·v, vektörel skaler çarpımdır.
Bu denklem genişletilmiş bir kuvvet yasası için tekrar düzenlenebilir:
Bu eşitlik momentum değişiminin kuvvet doğrultusunda olmasına rağmen, bir kütlenin ivmesinin genel olarak kuvvetin doğrultusunda olmadığını göstermektedir. Buna rağmen eğer hareket eden bir cismin hızı ışık hızından çok düşükse, yukarıdaki eşitlik bilindik F=ma eşitliğine dönüşür.
Açık sistemler
Kütlesi değişen sistemler kapalı sistemler değildir. Örneğin yaktığı yakıtları dışarı püskürterek hareket eden bir roket için, Newton'ın ikinci yasasında kütleyi doğrudan zamanın bir fonksiyonu olarak alarak işe koyulamayız. Bunun nedeni, Kleppner ve Kolenkow 'un An Introduction to Mechanics adlı kitabında ve diğer modern metinlerde verildiği üzere Newton'ın ikinci yasasının temel olarak sadece parçacıklara uygulanabilir olmasıdır. Klasik mekanikte parçacıklar sabit kütleli olarak tanımlanır. Parçacıklar iyi tanımlanmış sistemleri oluşturduğu takdirde, Newton'ın yasası tüm parçacıklar üzerinden bir toplam alınarak genişletilebilir. Bu durumda sistemi oluşturan tüm parçacıklar kütle merkezinde bulunan, kütlesi tüm parçacıkların kütleleri toplamına eşit bir tek parçacıkmış gibi ele alınabilir. İkinci yasayı böylesi genişletilmiş cisimlere uygularken, yasa tamamıyla cismin iyi tanımlanmış parçacıklardan meydana geldiğini kabul eder. Buna rağmen bir roket gibi değişken kütleli sistemler belli sayıdaki parçacıklardan oluşmaz. Böyle sistemler iyi tanımlanmış sistemler değildir. Bu nedenle böyle sistemlere Newton'ın ikinci yasasını doğrudan uygulayamayız. Böyle durumlarda F = dp/dt eşitliğinin dikkatsizce kullanılması yanlış sonuçlar verecektir. Buna rağmen, momentumun korunumunu tüm sisteme uyguladığımızda (örneğin roket ve yakıtı) elde ettiğimiz sonuçlar kesinlikle doğru olacaktır.
Son cümlede kullanılan tüm sistem ifadesi genişletilmiş, sabit kütleli ve tüm parçacıkları belirli bir sisteme karşılık gelir. Bu durum, F = dp/dt ifadesinin sadece sabit kütleli sistemler için doğru olduğu anlamına gelir. Buna rağmen yasa F = ma şeklinde ifade edildiğinde, bileşke kuvvet sisteme giren veya çıkan kütlenin ikisini de içerecek şekilde alındığında, kütlenin değişimine aldırmaksızın herhangi bir parçacığın veya sistemin hareketini doğrulukla açıklar.
Newton'un üçüncü yasası: Etki-tepki yasası
“ | Lex III: Actioni contrariam semper et æqualem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse æquales et in partes contrarias dirigi. | „ |
“ | Yasa III: Her kuvvete karşılık, her zaman eşit ve ters bir tepki kuvveti vardır: veya iki cismin birbirine uyguladığı kuvvetler her zaman eşit ve zıt yönelimlidirler. | „ |
Daha doğrudan bir çeviri şu şekilde yapılabilir:
“ | YASA III: Her etki için ona eşit ve zıt yönlü bir tepki vardır: veya iki cismin birbirine uyguladıkları karşılıklı etkiler eşit ve karşıt taraflara yönelimlidirler. — Karşı tarafı iten veya çeken her ne ise, aynı ölçüde karşı taraf tarafından itilir veya çekilir. Eğer parmağınızla bir taşı itiyorsanız, aynı zamanda parmağınız da taş tarafından itilecektir. Eğer bir at, ip ile bağlanmış bir taşı çekiyorsa, at da eşit olarak taş tarafından geriye doğru çekilecektir: gerilmiş haldeki ip gevşemek için, taşı ata çektiği ölçüde, atı da taşa doğru çekecektir ve birinin ilerlemesini engellediği kadar diğerinin ilerlemesini de engelleyecektir. Eğer bir cisim diğerine çarparsa ve uyguladığı kuvvet diğerinin hareketini değiştirse, kendi hareketi de (ortak baskının eşitliği nedeniyle) aynı miktarda ve karşıt yönde bir değişime uğrayacaktır. Eğer cisimler başka engeller tarafından engellenmiyorsa, bu etkiler tarafından oluşturulan değişimler eşittir, ancak bu eşit miktarda değişen bu nicelikler cisimlerin hızları değil, hareketleridir. Hareketler eşit miktarda değiştiğinden, cisimlerin ters taraflara doğru meydana gelen hız değişimleri birbirleri ile ters orantılıdır. Bu yasa sonraki notlarda ispatlanacağı üzere çekim etkilerinde de yer alır. | „ |
Alışılmış olduğu üzere Newton yukarıdaki çeviride momentumdan hareket olarak bahsetmiş, "hız" ile "hareket" arasındaki farka dikkat çekmiştir.
Newton'ın üçüncü yasası, tüm kuvvetlerin etkileşimler olduğunu söyler -yani tek yönlü kuvvet diye bir şey yoktur. Eğer bir A cismi, bir B cismi üzerine bir kuvvet uyguluyorsa B cismi de aynı anda A üzerine aynı büyüklükte bir kuvvet uygular; öyle ki uygulanan bu kuvvetler aynı doğru üzerinde yer alır. Şekilden görüleceği üzere, patenciler birbirlerine büyüklükleri aynı fakat yönleri ters olan kuvvetler uygular. Uygulanan kuvvetler eşit olmasına rağmen ivmelenmeler eşit değildir: Newton'ın ikinci yasasına göre daha zayıf olan patenci daha büyük bir ivme kazanacaktır. Burada dikkat edilmesi gereken konu etki/tepki çiftinin farklı nesneler üzerine etkidiği ve birbirini yok etmediğidir. Newton'ın üçüncü yasasındaki iki kuvvet aynı tiptedir, örneğin, eğer yol, ivmelenen bir araba lastiği üzerinde ileri yönlü bir sürtünme kuvveti uyguluyorsa (ki bu kuvvet, arabanın hareket etmesini sağlayan kuvvettir), bu sürtünme kuvveti Newton'ın üçüncü yasasına göre aynı zamanda lastikleri yol üzerinde geri iter.
Newton üçüncü yasayı, momentumun korunumu yasasını türetmek için kullanmıştır; buna rağmen daha derin bir bakış açısı ile momentumun korunumu, daha temel bir fikirdir (Galileo) dönüşümlerinden Noether teoremi aracılığıyla ispatlanır) ve Newton'ın üçüncü yasasının geçerli olmadığı durumlarda da geçerliliğini korur (örneğin parçacıkların momentum taşıdığı gibi kuvvet alanlarının da momentum taşıması durumunda veya kuantum mekaniğinde).
Önemi ve geçerlilik erimi
Newton yasaları 200 yıldır çeşitli deneyler ve gözlemler ile doğrulanmıştır ve gündelik yaşantımızdaki hızlar ve ölçekler için mükemmel birer yaklaşımdırlar. Newton'un hareket yasaları, yine onun bulduğu evrensel kütleçekim yasası ve kalkülüs'ün matematiksel yöntemleri ile birlikte, ilk kez geniş çaptaki fiziksel olaylar için niceliksel bir açıklama sağlamıştır.
Bu üç yasa, gündelik koşullarda makroskopik cisimlerin hareketi için iyi bir yaklaşıklık ile geçerlidirler. Buna rağmen, çok küçük ölçeklerde, çok yüksek hızlarda veya çok güçlü kütleçekimsel alanların varlığında geçerliliklerini yitirirler. Bu nedenle yasalar, bir yarı iletkendeki elektrik iletimi, maddelerin optik özellikleri, relavite hesaba katılmadan düzenlenen GPS sistemlerindeki hatalar ve süper iletkenlik gibi olayları açıklamakta kullanılamazlar. Bu tip olayların açıklanabilmesi, Genel Görelilik ve Relativistik Kuantum Mekaniği gibi daha karmaşık fiziksel teorileri gerektirir.
Kuantum mekaniğinde kuvvet, momentum veya konum gibi kavramlar, bir kuantum durumu üzerine işlem yapan, doğrusal operatörler ile tanımlanır. Işığın hızından çok düşük olan hızlarda, bu operatörler Newton yasalarına indirgenir. Işık hızına yaklaşık hızlarda, bir cisim için kuvvetin o cismin momentumunun zamana göre türevi olduğunu söyleyen ikinci yasa orijinal halini (F = d (p) / dt) korusa da, ikinci yasanın bazı yeni sürümleri (yukarıdaki sabit kütle yaklaşımı gibi) geçerliliklerini koruyamamaktadırlar.
Kaynakça
- ^ Bakınız Principia online Andrew Motte'nin İngilizce Çevirisi
- ^ "Principia 'nın Andrew Motte çevirisi (1687) Aksiyomlar veya Hareket Yasaları". 22 Aralık 2008 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 28 Ocak 2009.
- ^ Bakınız Prof. Dr. Emine Rızaoğlu, Dr. Naci Sünel - Klasik mekanik
- ^ İkinci yasada, momentumun relativistik ifadesi kullanılmalıdır ve üçüncü yasa, birbirinden uzak cisimler arasındaki etkileşimin bir anda değil sonlu bir hızda oluşacağı şekilde genişletilmelidir.
Dış bağlantılar
- (Türkçe) onlinefizik - Newton'ın hareket kanunları 18 Kasım 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- (İngilizce) NASA - Newton'ın hareket yasaları 10 Aralık 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- (İngilizce) Yerçekimi - Çocuklar için Newton yasaları19 Mayıs 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- (İngilizce) Newton'ın birinci yasası için benzetim27 Mart 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Newton un hareket yasalari bir cisim uzerine etki eden kuvvetler ve cismin yaptigi hareket arasindaki iliskileri ortaya koyan uc yasadir Ilk kez Isaac Newton tarafindan 5 Temmuz 1687 tarihinde yayimlanan Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adli calismada ortaya konmustur Bu yasalar klasik mekanigin temelini olusturmus bizzat Newton tarafindan fiziksel nesnelerin hareketleri ile ilgili bircok olayin aciklanmasinda kullanilmistir Newton calismasinin ucuncu bolumunde bu hareket yasalarini ve yine kendi buldugu evrensel kutlecekim yasasini kullanarak Kepler in gezegensel hareket yasalarinin elde edilebilecegini gostermistir Newton un birinci ve ikinci yasasi Principia nin orijinal 1687 baskisindan Latince 1 Yasa Eylemsiz referans sistemi adi verilen oyle referans sistemleri secebiliriz ki bu sistemde bulunan bir parcacik uzerine bir net kuvvet etki etmiyorsa cismin hizinda herhangi bir degisiklik olmaz Bu yasa genellikle su sekilde basitlestirilir Bir cisim uzerine dengelenmemis bir dis kuvvet etki etmedikce cisim hareket durumunu duraganlik veya sabit hizli hareket korur 2 Yasa Eylemsiz bir referans sisteminde bir parcacik uzerindeki net kuvvet onun cizgisel momentumunun zaman ile degisimi ile orantilidir F m dvdt displaystyle F m cdot frac dv dt Momentum mv kutle ile hizin carpimina esittir Kuvvet ve momentum vektorel nicelikler oldugundan net kuvvet cisim uzerine etki eden tum kuvvetlerin vektorel toplami ile bulunur Bu yasa siklikla su sekilde ifade edilir F ma Bir cisim uzerindeki net kuvvet cismin kutlesi ile ivmesinin carpimina esittir 3 Yasa Bir cisme bir kuvvet etki ediyorsa cisimden kuvvete dogru esit buyuklukte ve zit yonde bir tepki kuvveti olusur Burada dikkat edilmesi gereken bu kuvvetlerin ayni dogrultu uzerinde oldugudur Bu yasa cogu zaman su cumle ile basitlestirilebilir Her etkiye karsilik esit buyuklukte ve zit bir tepki vardir Bu yasalara getirilen cesitli yorumlar vardir En genel olan yorumda kutle ivme ve en onemlisi kuvvetin onceden tanimlanmis oldugu varsayilmaktadir Ancak Newton in birinci ve ikinci yasasinin aslinda kuvvetin ve kutlenin tanimi olduguna dair yorumlar da mevcuttur Dikkat edilirse ikinci yasa ancak gozlem bir eylemsiz referans sisteminden yapildiginda gecerlidir Eylemsiz referans sistemi birinci yasada tanimlanmis oldugundan ikinci yasayi kullanarak birinci yasanin ispatini aramak mantiksal bir yanilgi olacaktir Isik hizina yaklasan hizlarda Newton yasalari fiziksel olaylari aciklamakta yetersiz kalmakta bu nedenle gecerliliklerini yitirmektedirler Isik hizlarina yakin hizlarda cisimlerin hareketi incelenirken Albert Einstein in gelistirdigi ozel gorelilik teorisi dikkate alinmalidir Newton un hareket kanunlariNewton un birinci yasasi Eylemsizlik yasasi Lex I Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare Yasa I Tum cisimler bir kuvvet etkisi tarafindan durumunu degistirmeye zorlanmadikca duzgun dogrusal hareketini veya duraganligini korur Basitlestirilmis bir sekilde bir cisim uzerindeki net kuvvet o cisim uzerine etki eden tum kuvvetlerin vektorel toplamidir Bu toplam sifir ise Newton in birinci yasasi cismin hareket durumunun degismeyecegini soyler Aslinda burada iki durum olusur Hareket etmeyen bir cisim uzerine bir net kuvvet etki edinceye dek hareket etmeyecektir Hareketli bir cisim uzerine net bir kuvvet etki etmedikce hizini degistirmeyecektir ivmelenmeyecektir Birinci durum cogu kisi tarafindan acikca anlasilabilir olmasina ragmen ikinci durumu anlamak icin uzerinde biraz dusunmek gereklidir cunku gundelik yasantimizda hareketini surekli olarak surduren cisimleri pek gormeyiz goksel hareketler haric Bir kalemi masa uzerinde kaydirirsak hareketini sonsuza dek surdurmeyecek yavaslayip en sonunda duracaktir Kalemin hizi degismistir ve Newton in yasalarina gore boyle bir hiz degisikligi ancak cisim uzerine bir net kuvvet etki etmesi sonucunda olusabilir Bu kuvvet kalem ve masa arasinda kalemin hareketinin tersi yondeki surtunme kuvvetidir ve cismin yavaslamasina neden olmaktadir Boyle bir kuvvetin yoklugunda kalemin hizi azalmayacak hareketini surdurmeye devam edecektir Surtunme kuvvetinin az oldugu durumlara bir ornek olarak bir hava hokeyi masasi veya buz pateni pisti verilebilir Yasanin dogrulugunu mukemmel bir sekilde gosteren deneyler surtunmenin her deneyde kacinilmaz olarak ortaya ciktigi icin yapilamamaktadir Oyle ki dis uzayda bile engellenemeyen kutlecekimsel kuvvetler boylesi mukemmel bir deneyin yapilmasini engellemektedir Ancak yine de yasa bir nesnenin hareket durumundaki degisikligin temel nedenlerini vurgulamakta ise yaramaktadir Newton in birinci yasasi eylemsizlik yasasi olarak da bilinmektedir ve siklikla sifir net kuvvet sifir ivmelenmeye karsilik gelir seklinde aciklanir Ancak bu aciklama fazla basitlestirilmistir Newton tarafindan formule edildigi uzere birinci yasa ikinci yasanin ozel bir hali olmaktan daha fazla sey icerir Newton iyi bir nedenle yasalarini hiyerarsik bir siralamada duzenlemistir Oyle ki birinci yasa diger yasalarin uygulanabilir oldugu eylemsiz referans cerceveleri olarak adlandirilan referans cercevelerini tanimlar Yasalarin nicin eylemsiz referans sistemleri ile sinirli oldugunu anlamak icin ivmeli hareket eden bir cisim ornegin pistte kalkis icin hizlanmakta olan bir ucak icinde duran bir topu goz onune alin Ucak icinde bulunan herhangi bir kisinin bakis acisindan ya da teknik bir deyis ile ucagin referans cercevesinden ucak ileri dogru ivmelendikce top geriye dogru hareket ediyormus gibi gorunecektir bu etki ucak ivmelenirken sizi koltugunuza bastiran etki ile aynidir Ucak icindeki yolcularin bakis acisindan topu hareket ettirecek hicbir kuvvet bulunmamasina ragmen topun bu hareketi Newton in ikinci yasasi ile celisir gibi gorunmektedir Gercekte ise ikinci yasa ile ilgili bir celiski yoktur cunku Newton in ikinci yasasi boyle bir durum icin uygulanabilir degildir Ikinci yasa ancak topun uzerine bir kuvvet etki etmediginde onun sabit kalacagi eylemsiz referans sistemlerinde birinci yasada tanimlanan gecerlidir Bu durumda ucak referans sistemi bir eylemsiz referans sistemi degildir Goruldugu uzere tum yasalar her durumda uygulanabilir olmadigindan cesitli yasalarin cesitli durumlara uygulanabilir olup olmadiklari konusu onem tasimaktadir Ozetlemek gerekirse Eylemsiz referans sistemleri olarak adlandirilan oyle referans sistemleri vardir ki bu sistemlerde bulunan gozlemciler icin uzerine herhangi bir kuvvet etki etmeyen tum cisimler hareket durumunu korur Eylemsizlik yasasinin tarihi Newton in birinci yasasi Galileo tarafindan daha once aciklanan eylemsizlik yasasinin bir yeniden ifadesidir Bu gorus tum cisimlerin evrende dogal bir yerinin oldugunu soyleyen Aristocu gorusten farklidir Aristo kayalar gibi agir cisimlerin Dunya uzerinde duman gibi hafif nesnelerin gokyuzunde yildizlarin ise cennette durma isteklerinin olduguna inaniyordu Buna ragmen Aristo nun ve Galileo nun fikirleri arasindaki temel fark Galileo nun bir cisim uzerine etki eden kuvvetin cismin hizini degil ivmesini belirliyor oldugunu soylemesidir Yine Aristo dan farkli olarak Galileo bu soylemini inanclarina degil deney ve gozleme dayali olarak ortaya koymustur Bu anlayis Newton in birinci yasasini kuvvet yoksa ivme yoktur olusturmasinda yol gostermis ve uzerine kuvvet etkimeyen cisimlerin hizlarini koruyacagi gorusunu ortaya cikarmistir Gorunuse gore eylemsizlik yasasi birbirinden bagimsiz olarak birkac doga filozofu tarafindan kesfedilmistir Hareketin eylemsizligi MO 3 yuzyilda Cin filozofu tarafindan MS 11 yuzyilda Islam bilginleri Ibn i Heysem ve Ibn i Sina tarafindan aciklanmistir 17 yuzyilda yasamis olan filozof Rene Descartes yasayi formule etmistir ancak onu dogrulamak icin hicbir deney yapmamistir Newton un ikinci yasasi Dinamigin temel prensibi Lex II Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur Yasa II Bir cismin momentumundaki degisim cisim uzerine uygulanan itme ile orantilidir ve itmenin uygulandigi duz dogru boyunca meydana gelir Newton in Latince kitabindan Motte nin 1729 yilinda yaptigi ceviride ikinci hareket yasasi asagidaki gibi ifade edilmistir Hareketin degisimi uygulanan hareket ettirici kuvvet ile dogru orantilidir ve kuvvetin uygulandigi duz cizginin dogrultusundadir Bir kuvvet ister tumuyle bir seferde isterse de kademeli ve art arda uygulansin eger bir hareket olusturuyorsa bu kuvvetin iki kati buyukluge sahip baska bir kuvvet hareketi ikiye uc kati buyuklugundeki bir kuvvet hareketi uce katlayacaktir Ve bu hareket uygulanan kuvvet ile her zaman ayni dogrultuda eger cisim daha onceden hareket halinde ise onceki hareket ile ayni dogrultuda olmasi durumunda onceki hareket ile toplanir onceki hareket ile zit dogrultuda olmasi durumunda onceki hareketten cikartilir Eger onceki hareketin dogrultusu ile uygulanan kuvvet etkisi ile olusturulan yeni hareketin dogrultusu birbirinden farkli ise cismin sonuc olarak hareketi dogrultulari farkli bu iki hareketin bilesimi seklinde olacaktir Modern sembolik gosterim ile Newton in ikinci yasasi bir vektorel diferansiyel denklem seklinde yazilabilir Fnet d mv dt displaystyle mathbf F text net mathrm d m mathbf v over mathrm d t Burada F kuvvet m kutle v hiz vektoru ve t zamandir Kutle ve hizin carpimi cismin momentumu olarak tanimlanmistir Newton tarafindan bu carpim hareket miktari olarak adlandirilmistir Bu esitlik sabit kutleye sahip sistemler icin kuvvet ve momentum arasindaki fiziksel iliskiyi ifade eder Esitlik sifir net kuvvet etkisi altindaki bir sistemin momentumunun zamanla degismeyecegini soyler Buna ragmen boyle bir durumdaki sisteme giren veya cikan herhangi bir miktardaki kutle bir dis kuvvet etkisi sonucu olmaksizin sistemin momentumunu degistirecektir ki bu durum ikinci yasaya aykiridir Boyle durumlarda bu esitlik gecersizdir Bakiniz acik sistemler Bu esitligin eylemsizlik yasasi ile uyumlu olmasi acisindan belirtilmelidir ki momentumun buyuklugu degismeksizin sadece yonu degisiyorsa momentumun zamana gore turevi sifirdan farkli olmalidir Sistemin kutlesi sabit oldugundan bu diferansiyel denklem daha basit ve bilinen bir formda yazilabilir F ma displaystyle mathbf F m mathbf a Bu esitlikte a dvdt displaystyle mathbf a frac mathrm d mathbf v mathrm d t ivmeyi belirtmektedir F ma esitligini sozlu olarak bir cismin ivmesi uzerine uygulanan kuvvet ile dogru cismin kutlesi ile ters orantilidir seklinde ifade edebiliriz Genel olarak isik hizina gore dusuk olan hizlarda momentum ve hiz arasindaki iliski yaklasik olarak dogrusaldir Gundelik yasamimizda deneyimledigimiz neredeyse tum hizlar bu kategoridedir Buna ragmen isik hizina yaklasan hizlarda momentum hiz arasindaki bu dogrusal yaklasim giderek artan bicimde hatali olmaktadir ve ozel gorelilik kuraminin kullanimina ihtiyac duyulmaktadir Itme Itme terimi ikinci yasa ile yakindan iliskilidir ve tarihsel olarak yasanin orijinal anlamina daha yakindir Itme asagidaki gibi tanimlanmaktadir Bir itme bir F kuvvetinin Dt zaman araligi boyunca etkimesi sonucu olusur ve DtFdt displaystyle int Delta t mathbf F mathrm d t ifadesi ile gosterilir Newton tarafindan Itme kavrami hareket ettirici kuvvet olarak Momentum kavrami ise hareket olarak ifade edilmistir Sonuc olarak ikinci yasanin tarihsel yaklasim ile itme ve momentum degisimi arasindaki iliskiyi boyle acikladigi soylenebilir Dolayisiyla ikinci yasa orijinaline uygun sekilde matematiksel olarak sonlu farklar seklinde ifade edilebilir I Dp mDv displaystyle mathbf I Delta mathbf p m Delta mathbf v Burada I itme Dp momentumdaki degisim m kutle ve Dv hizdaki degisimdir Carpismalarin analizinde itme kavrami kullanilmaktadir Degisken kutleli sistemler Yaktigi yakiti puskurterek yol alan ve bir roket gibi degisken kutleli sistemler kapali sistem degildirler Bu tip sistemleri incelerken ikinci yasadaki kutleyi dogrudan zamanin bir fonksiyonu olarak alamayiz Bunun nedeni Kleppner ve Kolenkow un An Introduction to Mechanics Mekanige giris kitabinda ve diger modern metinlerde verildigi uzere Newton in ikinci yasasinin temel olarak noktasal parcaciklara uygulanabilmesidir Klasik mekanikte parcaciklar tanimlari geregi sabit kutleye sahiptirler Iyi tanimlanmis parcacik sistemleri icin Newton yasalari sistemde bulunan tum parcaciklar uzerinden toplam alinarak genisletilebilir Fnet Makm displaystyle mathbf F mathrm net M mathbf a mathrm km Burada Fnet sistem uzerindeki toplam dis kuvvet M sistemin toplam kutlesi ve akm sistemin kutle merkezinin ivmelenmesidir Bir roket su sizdiran bir kova veya ucu salinan sisirilmis bir balon gibi degisken kutleli sistemleri parcacik sistemleri olarak ele alip islem yapmak genellikle cok zordur bu nedenle bu tip sistemler icin Newton in ikinci yasasi dogrudan uygulanamaz Bunun yerine m kutlesi zamanla artan veya azalan bir cismin genel hareket denklemi ikinci yasanin sisteme giren veya sistemden ayrilan kutle tarafindan tasinan momentumu ifade eden bir terimin eklenerek yeniden duzenlenmesiyle elde edilir F udmdt mdvdt displaystyle mathbf F mathbf u frac mathrm d m mathrm d t m mathrm d mathbf v over mathrm d t Burada u sistemden kacan veya sisteme giren kutlenin sistemin kutle merkezine gore hizidir Kimi standartlara gore denklemin sag tarafinda tepki Ing thrust olarak adlandirilan u dm dt ifadesi kuvvet degisen kutle nedeniyle cisim uzerine uygulanan kuvvet roket egzozu gibi olarak tanimlanir ve F niceligine dahil edilir Ivmenin taniminin da yerine koyulmasi ile esitlik F ma displaystyle mathbf F m mathbf a halini alir Gorelilik Ozel goreliligi goz onune alarak bileske kuvvet yasasi ivme cinsinden asagidaki gibi ifade edilebilir F dpdt d mv dt mdvdt dmdtv mdvdt 1c2dEdtv mdvdt F vc2v displaystyle begin aligned mathbf F amp frac mathrm d mathbf p mathrm d t frac mathrm d m mathbf v mathrm d t amp m frac mathrm d mathbf v mathrm d t frac mathrm d m mathrm d t mathbf v amp m frac mathrm d mathbf v mathrm d t frac 1 c 2 frac mathrm d E mathrm d t mathbf v amp m frac mathrm d mathbf v mathrm d t frac mathbf F cdot mathbf v c 2 mathbf v end aligned Bu esitligin elde edilmesinde enerjinin meshur E mc2 displaystyle E mc 2 ifadesi kullanilmistir dm dt 1 c2 dE dt displaystyle dm dt 1 c 2 dE dt Dikkat edilmesi gereken nokta bu esitligin yaklasik bir esitlik oldugudur Bir cismin toplam enerjisi E gmc2 displaystyle E gamma mc 2 olarak ifade edilir g displaystyle gamma Lorentz faktoru olup isik hizindan cok daha yavas hareket eden cisimler icin yaklasik olarak birdir Asagidaki esitlik bir kuvvet tarafindan birim zamanda yapilan isi ifade eder dEdt F v displaystyle frac mathrm d E mathrm d t mathbf F cdot mathbf v Burada F v vektorel skaler carpimdir Bu denklem genisletilmis bir kuvvet yasasi icin tekrar duzenlenebilir mdvdt F F vc2v displaystyle m frac mathrm d mathbf v mathrm d t mathbf F frac mathbf F cdot mathbf v c 2 mathbf v text Bu esitlik momentum degisiminin kuvvet dogrultusunda olmasina ragmen bir kutlenin ivmesinin genel olarak kuvvetin dogrultusunda olmadigini gostermektedir Buna ragmen eger hareket eden bir cismin hizi isik hizindan cok dusukse yukaridaki esitlik bilindik F ma esitligine donusur Acik sistemler Kutlesi degisen sistemler kapali sistemler degildir Ornegin yaktigi yakitlari disari puskurterek hareket eden bir roket icin Newton in ikinci yasasinda kutleyi dogrudan zamanin bir fonksiyonu olarak alarak ise koyulamayiz Bunun nedeni Kleppner ve Kolenkow un An Introduction to Mechanics adli kitabinda ve diger modern metinlerde verildigi uzere Newton in ikinci yasasinin temel olarak sadece parcaciklara uygulanabilir olmasidir Klasik mekanikte parcaciklar sabit kutleli olarak tanimlanir Parcaciklar iyi tanimlanmis sistemleri olusturdugu takdirde Newton in yasasi tum parcaciklar uzerinden bir toplam alinarak genisletilebilir Bu durumda sistemi olusturan tum parcaciklar kutle merkezinde bulunan kutlesi tum parcaciklarin kutleleri toplamina esit bir tek parcacikmis gibi ele alinabilir Ikinci yasayi boylesi genisletilmis cisimlere uygularken yasa tamamiyla cismin iyi tanimlanmis parcaciklardan meydana geldigini kabul eder Buna ragmen bir roket gibi degisken kutleli sistemler belli sayidaki parcaciklardan olusmaz Boyle sistemler iyi tanimlanmis sistemler degildir Bu nedenle boyle sistemlere Newton in ikinci yasasini dogrudan uygulayamayiz Boyle durumlarda F dp dt esitliginin dikkatsizce kullanilmasi yanlis sonuclar verecektir Buna ragmen momentumun korunumunu tum sisteme uyguladigimizda ornegin roket ve yakiti elde ettigimiz sonuclar kesinlikle dogru olacaktir Son cumlede kullanilan tum sistem ifadesi genisletilmis sabit kutleli ve tum parcaciklari belirli bir sisteme karsilik gelir Bu durum F dp dt ifadesinin sadece sabit kutleli sistemler icin dogru oldugu anlamina gelir Buna ragmen yasa F ma seklinde ifade edildiginde bileske kuvvet sisteme giren veya cikan kutlenin ikisini de icerecek sekilde alindiginda kutlenin degisimine aldirmaksizin herhangi bir parcacigin veya sistemin hareketini dogrulukla aciklar Newton un ucuncu yasasi Etki tepki yasasi Lex III Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi Yasa III Her kuvvete karsilik her zaman esit ve ters bir tepki kuvveti vardir veya iki cismin birbirine uyguladigi kuvvetler her zaman esit ve zit yonelimlidirler Newton in ucuncu yasasi Patencilerin birbirine uyguladiklari kuvvetler esit buyuklukte ve zit yonludurler Daha dogrudan bir ceviri su sekilde yapilabilir YASA III Her etki icin ona esit ve zit yonlu bir tepki vardir veya iki cismin birbirine uyguladiklari karsilikli etkiler esit ve karsit taraflara yonelimlidirler Karsi tarafi iten veya ceken her ne ise ayni olcude karsi taraf tarafindan itilir veya cekilir Eger parmaginizla bir tasi itiyorsaniz ayni zamanda parmaginiz da tas tarafindan itilecektir Eger bir at ip ile baglanmis bir tasi cekiyorsa at da esit olarak tas tarafindan geriye dogru cekilecektir gerilmis haldeki ip gevsemek icin tasi ata cektigi olcude ati da tasa dogru cekecektir ve birinin ilerlemesini engelledigi kadar digerinin ilerlemesini de engelleyecektir Eger bir cisim digerine carparsa ve uyguladigi kuvvet digerinin hareketini degistirse kendi hareketi de ortak baskinin esitligi nedeniyle ayni miktarda ve karsit yonde bir degisime ugrayacaktir Eger cisimler baska engeller tarafindan engellenmiyorsa bu etkiler tarafindan olusturulan degisimler esittir ancak bu esit miktarda degisen bu nicelikler cisimlerin hizlari degil hareketleridir Hareketler esit miktarda degistiginden cisimlerin ters taraflara dogru meydana gelen hiz degisimleri birbirleri ile ters orantilidir Bu yasa sonraki notlarda ispatlanacagi uzere cekim etkilerinde de yer alir Alisilmis oldugu uzere Newton yukaridaki ceviride momentumdan hareket olarak bahsetmis hiz ile hareket arasindaki farka dikkat cekmistir Newton in ucuncu yasasi tum kuvvetlerin etkilesimler oldugunu soyler yani tek yonlu kuvvet diye bir sey yoktur Eger bir A cismi bir B cismi uzerine bir kuvvet uyguluyorsa B cismi de ayni anda A uzerine ayni buyuklukte bir kuvvet uygular oyle ki uygulanan bu kuvvetler ayni dogru uzerinde yer alir Sekilden gorulecegi uzere patenciler birbirlerine buyuklukleri ayni fakat yonleri ters olan kuvvetler uygular Uygulanan kuvvetler esit olmasina ragmen ivmelenmeler esit degildir Newton in ikinci yasasina gore daha zayif olan patenci daha buyuk bir ivme kazanacaktir Burada dikkat edilmesi gereken konu etki tepki ciftinin farkli nesneler uzerine etkidigi ve birbirini yok etmedigidir Newton in ucuncu yasasindaki iki kuvvet ayni tiptedir ornegin eger yol ivmelenen bir araba lastigi uzerinde ileri yonlu bir surtunme kuvveti uyguluyorsa ki bu kuvvet arabanin hareket etmesini saglayan kuvvettir bu surtunme kuvveti Newton in ucuncu yasasina gore ayni zamanda lastikleri yol uzerinde geri iter Newton ucuncu yasayi momentumun korunumu yasasini turetmek icin kullanmistir buna ragmen daha derin bir bakis acisi ile momentumun korunumu daha temel bir fikirdir Galileo donusumlerinden Noether teoremi araciligiyla ispatlanir ve Newton in ucuncu yasasinin gecerli olmadigi durumlarda da gecerliligini korur ornegin parcaciklarin momentum tasidigi gibi kuvvet alanlarinin da momentum tasimasi durumunda veya kuantum mekaniginde Onemi ve gecerlilik erimiNewton yasalari 200 yildir cesitli deneyler ve gozlemler ile dogrulanmistir ve gundelik yasantimizdaki hizlar ve olcekler icin mukemmel birer yaklasimdirlar Newton un hareket yasalari yine onun buldugu evrensel kutlecekim yasasi ve kalkulus un matematiksel yontemleri ile birlikte ilk kez genis captaki fiziksel olaylar icin niceliksel bir aciklama saglamistir Bu uc yasa gundelik kosullarda makroskopik cisimlerin hareketi icin iyi bir yaklasiklik ile gecerlidirler Buna ragmen cok kucuk olceklerde cok yuksek hizlarda veya cok guclu kutlecekimsel alanlarin varliginda gecerliliklerini yitirirler Bu nedenle yasalar bir yari iletkendeki elektrik iletimi maddelerin optik ozellikleri relavite hesaba katilmadan duzenlenen GPS sistemlerindeki hatalar ve super iletkenlik gibi olaylari aciklamakta kullanilamazlar Bu tip olaylarin aciklanabilmesi Genel Gorelilik ve Relativistik Kuantum Mekanigi gibi daha karmasik fiziksel teorileri gerektirir Kuantum mekaniginde kuvvet momentum veya konum gibi kavramlar bir kuantum durumu uzerine islem yapan dogrusal operatorler ile tanimlanir Isigin hizindan cok dusuk olan hizlarda bu operatorler Newton yasalarina indirgenir Isik hizina yaklasik hizlarda bir cisim icin kuvvetin o cismin momentumunun zamana gore turevi oldugunu soyleyen ikinci yasa orijinal halini F d p dt korusa da ikinci yasanin bazi yeni surumleri yukaridaki sabit kutle yaklasimi gibi gecerliliklerini koruyamamaktadirlar Kaynakca Bakiniz Principia online Andrew Motte nin Ingilizce Cevirisi Principia nin Andrew Motte cevirisi 1687 Aksiyomlar veya Hareket Yasalari 22 Aralik 2008 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 28 Ocak 2009 Bakiniz Prof Dr Emine Rizaoglu Dr Naci Sunel Klasik mekanik ISBN 9944 5628 0 7 Ikinci yasada momentumun relativistik ifadesi kullanilmalidir ve ucuncu yasa birbirinden uzak cisimler arasindaki etkilesimin bir anda degil sonlu bir hizda olusacagi sekilde genisletilmelidir Dis baglantilar Turkce onlinefizik Newton in hareket kanunlari 18 Kasim 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde Ingilizce NASA Newton in hareket yasalari 10 Aralik 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde Ingilizce Yercekimi Cocuklar icin Newton yasalari19 Mayis 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde Ingilizce Newton in birinci yasasi icin benzetim27 Mart 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde