Newton’un Hareket Yasaları: Klasik Fiziğin Temel İlkeleri ve Formülleri

Evrendeki her hareketin bir sebebi ve sonucu vardır. Düşen bir elmanın yere çarpması, fırlatılan bir topun izlediği yol veya uzaya gönderilen bir roketin hareketi… Tüm bu olaylar, belirli fizik kurallarına göre gerçekleşir. 17. yüzyılda yaşayan İngiliz fizikçi ve matematikçi Isaac Newton, gözlemlediği bu fiziksel olayları açıklamak için yıllarca çalışmış ve sonunda üç temel yasayı formüle etmiştir. Bu yasalar, fizik biliminin temel taşlarını oluşturmuş ve modern teknolojinin gelişmesine öncülük etmiştir. Günümüzde kullandığımız araçların tasarımından uzay yolculuğuna kadar pek çok alanda, Newton’un hareket yasaları hâlâ büyük önem taşımaktadır.

NEWTON’UN HAREKET YASALARI

Klasik fiziğin temelini oluşturan bu üç yasa, Isaac Newton tarafından 1687 yılında yayımlanan “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” (Türkçe olarak “Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri”) adlı eserde ilk kez formüle edilmiş ve bilim dünyasına sunulmuştur.

NEWTON’UN BİRİNCİ YASASI: EYLEMSİZLİK

Eylemsizlik yasasını üç temel kuralla açıklayabiliriz:

Birinci Kural: Net bir dış kuvvet cisme etki etmediği sürece, cisim durağan hâlini korur.

İkinci Kural: Bir cisme net bir kuvvet uygulandığında cisim hareket eder; ancak sürtünme kuvveti gibi etkenler cismin hareketini sıfırlayarak durağan hâline geçmesine sebep olur.

Üçüncü Kural: Bir cisme net bir kuvvet uygulandığında, bu kuvveti sıfırlayacak başka bir kuvvet olmadıkça cisim hareket etmeye devam eder ve durmaz. Bu kural dünyamız için geçerli değildir; çünkü sürtünme kuvveti gibi hareketi sıfırlayacak başka kuvvetler vardır.

NEWTON’UN İKİNCİ YASASI: DİNAMİĞİN TEMEL PRENSİBİ

F = m.a

F: Force (Kuvvet) m: mass (Kütle) a: acceleration (İvme)

İkinci yasa, bu ünlü formülle kuvvet, kütle ve ivme arasındaki ilişkiyi açıklar. Bu formül kısaca şunu anlatır:

Bir cisme uygulanan kuvvet ne kadar büyük olursa, ivmesi de o kadar büyük olur. Cismin kütlesi ne kadar az olursa ivmesi o kadar fazla, kütlesi ne kadar fazla olursa ivmesi o kadar az olur. Yani özetle, kuvvet ile ivme doğru orantılı, kütle ile ivme ters orantılıdır.

NEWTON’UN ÜÇÜNCÜ YASASI: ETKİ-TEPKİ

Bu yasa şunu anlatır:

Bir cisim başka bir cisme uyguladığı kuvvet ile eşit ve ters yönde bir tepki alır. Örneğin, bir araba duvara çarptığında duvar zıt yönde bir tepki verir ve arabada hasar oluşur.

SONUÇ

Newton’un hareket yasaları, modern fiziğin temel taşlarından biri olarak kabul edilmektedir. Bu üç yasa, günlük hayatımızda sürekli karşılaştığımız fiziksel olayları anlamamıza yardımcı olmaktadır. Eylemsizlik prensibi ile arabalarda neden emniyet kemeri kullanmamız gerektiğini, F=m.a formülü ile roketlerin nasıl hareket ettiğini ve etki-tepki yasası ile kuşların nasıl uçabildiğini açıklayabiliyoruz. Bu yasalar, 300 yılı aşkın bir süredir bilim dünyasına ışık tutmaya devam etmekte ve mühendislikten uzay bilimlerine kadar pek çok alanda kullanılmaktadır. Her ne kadar modern fizik, Newton’un yasalarının yüksek hızlarda ve atomik ölçekte tam olarak geçerli olmadığını gösterse de, günlük hayatta karşılaştığımız çoğu fiziksel olayı açıklamak için hâlâ en kullanışlı araçlarımız arasında yer almaktadır.