Newton'un Hareket Yasaları, klasik mekaniğin temel taşlarını oluşturan ve 1687'de yayımlanan Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principia) adlı eserinde sistematik bir biçimde ortaya konmuştur. Ancak bu yasalar, tamamen sıfırdan icat edilmiş değildi; 17. yüzyılın önemli düşünürlerinin (Descartes, Gassendi, Huygens, Wren, Wallis gibi) çalışmaları üzerine inşa edilmiştir. Newton, bu fikirleri daha soyut, kuvvet odaklı ve evrensel bir çerçeveye oturtarak dönüştürmüştür.
Birinci Yasa: Eylemsizlik (Inertia) İlkesiNewton'un birinci yasası, bir cisme net bir kuvvet etki etmedikçe cismin ya durduğunu ya da düzgün doğrusal hareket yaptığını belirtir. Bu ifade, günümüzde "eylemsizlik yasası" olarak bilinir.Bu fikir, Newton'dan çok önce ortaya çıkmıştı. Pierre Gassendi 1641'de yayımladığı eserinde, etkileyici bir kuvvet olmadan hareketin düz bir çizgide sonsuza dek süreceğini savunmuştu. René Descartes'ın Principia Philosophiæsinde (1644) ise ilk iki "doğa yasası" birlikte eylemsizliği tanımlar: Bir cisim düz bir çizgide sabit hızla hareket etme eğilimindedir ve dairesel hareketin devam etmesi için sürekli bir neden (girdaplar gibi) gerekir. Descartes bu nedenle gezegenlerin yörüngelerini açıklamak için maddi girdaplar (vorteksler) teorisini geliştirmişti.Christiaan Huygens ise 1673'te Horologium Oscillatorium adlı eserinde, yerçekimi ve hava direnci olmasaydı cisimlerin düzgün doğrusal hareket edeceğini hipotez olarak ileri sürmüştü. Wren, Wallis ve Huygens'in 1660'larda Royal Society'de çarpışma problemleri üzerine çalışmaları da eylemsizliği dolaylı olarak desteklemişti.Newton'un özgün katkısı, bu ilkeyi kuvvet kavramıyla netleştirmesi ve maddi engel yerine soyut "uygulanan kuvvet" vurgusudur. Önceki ifadelerde sapma genellikle fiziksel bir engelle açıklanırken, Newton'da sapma her zaman bir kuvvetin varlığını ima eder – bu kuvvetin mekanizması (temas, yerçekimi vs.) belirtilmez.İkinci Yasa: Kuvvet ve Hareket DeğişimiPrincipia'da ikinci yasa şöyle formüle edilir: Uygulanan itici kuvvete orantılı bir harekette değişim meydana gelir ve bu değişim, kuvvetin uygulandığı doğru boyunca gerçekleşir.Günümüzdeki yaygın F = ma (kuvvet = kütle × ivme) biçimi, Principia'nın hiçbir baskısında doğrudan yer almaz. Newton bu ifadeyi ancak 1716'da Jacob Hermann'ın Phoronomiasında görmüştür. Euler gibi 18. yüzyıl matematikçileri bu diferansiyel biçimi geliştirmiştir.
Newton'un orijinal ifadesi, hem anlık itmeler (impulse, örneğin çarpışmalar) hem de sürekli kuvvetler (dirençli ortamlarda yavaşlama gibi) için geçerlidir. "Hareketteki değişim" (change of motion) terimi, modern momentum değişimi (Δp) anlamına gelir, ancak Newton bunu "kuvvetin ürettiği yer değiştirme" olarak geometrik biçimde yorumlar.Örneğin, bir cisim belirli bir süre kuvvet olmadan düz bir çizgide hareket etseydi A noktasından a'ya ulaşacaktı; kuvvet etkisiyle b noktasına sapıyorsa, a ile b arasındaki mesafe (ab) kuvvetin büyüklüğü ve yönüyle orantılıdır. Bu yaklaşım, o dönemin geometrik matematiğinin (ikinci türev yerine eğrilik kullanması) bir sonucudur. Sürekli kuvvetlerde zamanı limit alarak ivme kavramına yaklaşılır.Bu yorum, Huygens'in merkezkaç kuvveti açıklamasıyla paraleldir: Düzgün dairesel harekette ipteki gerilim, cismin düz devam etseydi nerede olacağı ile gerçek konum arasındaki küçük mesafe ile ölçülür. Newton'un yeniliği, kütleyi (ağırlık yerine) merkeze koyması ve kuvveti soyutlamasıdır.Üçüncü Yasa: Etki-TepkiHer etkiye karşılık eşit ve zıt yönde bir tepki vardır.Newton, üçüncü yasa için üç alternatif düşünmüştü:
Birinci Yasa: Eylemsizlik (Inertia) İlkesiNewton'un birinci yasası, bir cisme net bir kuvvet etki etmedikçe cismin ya durduğunu ya da düzgün doğrusal hareket yaptığını belirtir. Bu ifade, günümüzde "eylemsizlik yasası" olarak bilinir.Bu fikir, Newton'dan çok önce ortaya çıkmıştı. Pierre Gassendi 1641'de yayımladığı eserinde, etkileyici bir kuvvet olmadan hareketin düz bir çizgide sonsuza dek süreceğini savunmuştu. René Descartes'ın Principia Philosophiæsinde (1644) ise ilk iki "doğa yasası" birlikte eylemsizliği tanımlar: Bir cisim düz bir çizgide sabit hızla hareket etme eğilimindedir ve dairesel hareketin devam etmesi için sürekli bir neden (girdaplar gibi) gerekir. Descartes bu nedenle gezegenlerin yörüngelerini açıklamak için maddi girdaplar (vorteksler) teorisini geliştirmişti.Christiaan Huygens ise 1673'te Horologium Oscillatorium adlı eserinde, yerçekimi ve hava direnci olmasaydı cisimlerin düzgün doğrusal hareket edeceğini hipotez olarak ileri sürmüştü. Wren, Wallis ve Huygens'in 1660'larda Royal Society'de çarpışma problemleri üzerine çalışmaları da eylemsizliği dolaylı olarak desteklemişti.Newton'un özgün katkısı, bu ilkeyi kuvvet kavramıyla netleştirmesi ve maddi engel yerine soyut "uygulanan kuvvet" vurgusudur. Önceki ifadelerde sapma genellikle fiziksel bir engelle açıklanırken, Newton'da sapma her zaman bir kuvvetin varlığını ima eder – bu kuvvetin mekanizması (temas, yerçekimi vs.) belirtilmez.İkinci Yasa: Kuvvet ve Hareket DeğişimiPrincipia'da ikinci yasa şöyle formüle edilir: Uygulanan itici kuvvete orantılı bir harekette değişim meydana gelir ve bu değişim, kuvvetin uygulandığı doğru boyunca gerçekleşir.Günümüzdeki yaygın F = ma (kuvvet = kütle × ivme) biçimi, Principia'nın hiçbir baskısında doğrudan yer almaz. Newton bu ifadeyi ancak 1716'da Jacob Hermann'ın Phoronomiasında görmüştür. Euler gibi 18. yüzyıl matematikçileri bu diferansiyel biçimi geliştirmiştir.
Newton'un orijinal ifadesi, hem anlık itmeler (impulse, örneğin çarpışmalar) hem de sürekli kuvvetler (dirençli ortamlarda yavaşlama gibi) için geçerlidir. "Hareketteki değişim" (change of motion) terimi, modern momentum değişimi (Δp) anlamına gelir, ancak Newton bunu "kuvvetin ürettiği yer değiştirme" olarak geometrik biçimde yorumlar.Örneğin, bir cisim belirli bir süre kuvvet olmadan düz bir çizgide hareket etseydi A noktasından a'ya ulaşacaktı; kuvvet etkisiyle b noktasına sapıyorsa, a ile b arasındaki mesafe (ab) kuvvetin büyüklüğü ve yönüyle orantılıdır. Bu yaklaşım, o dönemin geometrik matematiğinin (ikinci türev yerine eğrilik kullanması) bir sonucudur. Sürekli kuvvetlerde zamanı limit alarak ivme kavramına yaklaşılır.Bu yorum, Huygens'in merkezkaç kuvveti açıklamasıyla paraleldir: Düzgün dairesel harekette ipteki gerilim, cismin düz devam etseydi nerede olacağı ile gerçek konum arasındaki küçük mesafe ile ölçülür. Newton'un yeniliği, kütleyi (ağırlık yerine) merkeze koyması ve kuvveti soyutlamasıdır.Üçüncü Yasa: Etki-TepkiHer etkiye karşılık eşit ve zıt yönde bir tepki vardır.Newton, üçüncü yasa için üç alternatif düşünmüştü:
- Etki-tepki (seçtiği),
- Doğrusal momentum korunumu,
- Ortak ağırlık merkezinin dış kuvvet yoksa hareket veya durgunluğunu korur (Principia'da 4. Sonuç).
- Yerel bir ilke olması (Kıta Avrupası'ndaki küresel ilkelerden farklı olarak),
- Üç yasanın tamamını kuvvet odaklı hale getirmesi: Birinci yasa kuvvet varlığını, ikinci yasa büyüklük/yönünü, üçüncü yasa ise karşılıklı ilişkiyi tanımlar.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder
ders,plan,proje,performans,ödev