İçerik
Sir Isaac Newton'un ilki, klasik mekaniğin temelini oluşturan Üç Hareket Yasası, hareketsiz veya tekdüze bir hareket halinde olan bir nesnenin, harici bir güç olmadığında süresiz olarak bu şekilde kalacağını belirtir. Başka bir deyişle, kuvvet, hızda veya ivmede bir değişime neden olandır. Bir nesnede belirli bir kuvvet tarafından üretilen ivme miktarı, nesnelerin kütlesi tarafından belirlenir.
Kuvvet ve Hız Yönlüdür
Fizikçiler bir nesnenin hızı hakkında konuşurken, sadece nesnelerin hızı hakkında değil, aynı zamanda hareket ettiği yönden de bahsediyorlar. Benzer şekilde kuvvet, bir yönelimli bileşene ve nicel bir bileşene sahiptir - nesnelerin hızına doğrudan karşı gelen bir kuvvet, nesne üzerinde hareketine dik açılarda etkiyen bir kuvvetten farklı bir etkiye sahiptir. Matematiksel olarak, bir kuvvet tarafından üretilen hız değişim hızı olan kuvvet, hız ve ivme, yön bileşenlerini belirten bir terim olan "vektör" miktarlarıdır.
Uçakta Hareket Eden Kuvvetler
Bir kuvvetin nesnelerin hızını nasıl değiştirdiğini anlamanın en kolay yolu, bu kuvvetin hız ile aynı yönde hareket ettiğini hayal etmektir. Örneğin, bir uçaktaki jet motorları, uçakların hareketi yönünde hareket ederek pozitif bir hızlanma ve daha hızlı gitmesini sağlayan bir kuvvet sağlar. Öte yandan, hava sürtünmesi uçakların hareketine doğrudan karşıdır ve yavaşlatır; motorlar çalışmayı keserse, uçak gökyüzünden düşecek. Ancak, motorun gücü ve aerodinamik olarak tasarlanan kanatlardaki hava basıncının yukarı doğru itilmesi, yerçekimi dahil olmak üzere sürtünme ve diğer yavaşlama kuvvetlerini dengelediğinde, uçak, hedefine doğru sabit bir hızla uçar.
Yerçekimi Gücü
Güneş'in Dünya'ya uyguladığı çekim kuvveti, önemli bir yönelimli bileşeni olan bir kuvvete örnektir. Yerçekimi kuvveti, Dünyaların hareketine dik açılarla etki ettiğinden, gezegenin gittiği hızı değiştirmez, ancak sürekli yönünü değiştirir. Sonuç olarak, Dünya neredeyse dairesel bir yörüngede hareket eder. Dünyanın hızı göreceli olarak sabit olabilir, ancak hızı her zaman güneşe doğru çeken yerçekimi kuvveti nedeniyle daima değişmektedir. Aynı çekim kuvveti, uyduları Dünya etrafındaki yörüngede tutar.
Serbest Vücut Diyagramları
Bir nesneye uygulanan kuvvet (F) ile onun ivmesi (a) arasındaki matematiksel ilişki, F = m • a'dır; burada "m", nesnenin kütlesidir. Metrik sistemdeki kuvvet birimi, ilişkiyi formüle eden İngiliz fizikçi Isaac Newton'dan sonra adlandırılan newton'dur. Gerçek dünyada, genellikle her biri bir yön bileşeni olan bir beden üzerinde etkili olan birkaç kuvvet vardır. Bu kuvvetler doğada mekanik, yerçekimi, elektriksel veya manyetik olabilir. Nesnenin hareketini tahmin etmek için, her birinin büyüklüğünü ve yönünü gösteren bu kuvvetlerin grafiksel bir gösterimi olan bir serbest vücut diyagramı çizmek çoğu zaman yararlıdır.