Fizik I · 4. Ünite: Dinamik: Newton'un Hareket Yasaları

Newton'un İkinci Hareket Yasası

Newton'un ikinci yasası, $\Sigma\vec{F} = m\vec{a}$, klasik mekaniğin merkezî denklemidir: cisimlere etki eden kuvvetleri bildiğinizde cismin ivmesini, ivmeyi bildiğinizde ise hız ve konumunu belirler. Bu konuda yasayı vektörel biçimde ifade edecek, momentum cinsinden genel hâlini kuracak, bileşen yöntemiyle sürtünmeli, eğik kuvvetli ve bağlı cisimli problemleri çözecek ve değişken kuvvet altında hareketi integralle bulacaksınız.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Bağlam: Kuvvet ile hareket arasındaki nicel ilişki

  2. Yasanın ifadesi ve genel biçimi

  3. Çözümlü örnekler

  4. Grafik ve tablo yorumu; simülasyonda keşif

  5. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

  6. Bağlantılar ve özet

Anahtar terimler

İkinci yasa
Net kuvvet, kütle ile ivmenin çarpımına eşittir: ΣF = ma; ivme net kuvvetle aynı yöndedir.
Net kuvvet
Cisme etki eden bütün kuvvetlerin vektörel toplamı.
İvme (acceleration)
Hızın zamana göre değişim hızı; net kuvvetle doğru, kütleyle ters orantılıdır.
Momentum
p = mv; ΣF = dp/dt yasanın genel biçimidir.
Dyne
CGS kuvvet birimi: 1 dyn = 1 g·cm/s² = 10⁻⁵ N.
Bileşen yöntemi
Her eksende ΣF_x = ma_x ve ΣF_y = ma_y denklemlerinin ayrı ayrı çözülmesi.
Temas kuvveti
Birbirine değen iki cismin birbirine uyguladığı kuvvet; sistemde iç kuvvettir.
Değişken kuvvet
Zamanla ya da konumla değişen kuvvet; a(t) integre edilerek v(t) ve x(t) bulunur.

Örnek soru

Kütlesi $3\,\text{kg}$ olan bir cisme etki eden net kuvvet $12\,\text{N}$'dur. Cismin ivmesi kaç $\text{m/s}^2$'dir?

  1. $36$
  2. $0{,}25$
  3. $9$
  4. $15$
  5. $4$

Doğru cevap: E

Çözüm

1. Newton'un ikinci yasası: $\Sigma F = ma \Rightarrow a = \Sigma F/m$.
2. Net kuvvet $12\,\text{N}$ ve kütle $3\,\text{kg}$ verildiğinden $a = 12/3 = 4\,\text{m/s}^2$ bulunur.
Sonuç: $4\,\text{m/s}^2$. $36$ yanıtı kuvvet ile kütleyi çarpmaktır; $0{,}25$ ise oranın ters alınmasıdır ($m/F$); $15$ toplamdır ve fiziksel anlamı yoktur.

Fizik I: tüm konular