Hareket Meydana Nasıl Gelir

Konumda meydana gelen değişiklik. Yer değiştirme. Bir cisim, hareketsiz olduğu farz edilen bir noktaya göre bulunduğu yeri değiştiriyorsa, bu cisim hareket halindedir. Bütün hareketler, böyle hareketsiz olduğu kabul edilen sabit bir referans sistemine göre incelenir.

Birçok problem için dünya, sabit (hareketsiz) bir referans sistemi olarak kabul edilir.Misal olarak bir otomobilin hareketi ve hızı, hareketsiz olduğu kabul edilen dünyaya göre ifade edilir. Astronomi problemlerinde ise güneş yahut galaksi merkezi, hareketsiz bir referans sistemi kabul edilir.

Cismin, birim zamandaki yer değiştirme miktarına hız denir. Hızın zamana göre değişmesi halinde, birim zamandaki hız değişim miktarına ivme denir. Hareket doğrusal, yani bir düz çizgi üstünde yahut dairesel, bir tekerleğin dönüşü gibi olabilir. Dairesel harekette, birim zamanda yapılan açısal değişikliğe açısal hız denir.

Birim zamanda meydana gelen açısal hız değişikliğine ise açısal ivme denir. Daha karışık hareketler ise doğrusal ve dairesel hareket ve hızların bileşimi şeklinde ifade edilebilir.

Hareket problemleri, İngiliz fizikçisi Newton‘a atfedilen hareket kanunları ile incelenir. Aslında, meşhur üç hareket kanunundan birincisi İslam aleminde yetişen alimlerden İbn-i Sina‘nın, üçüncüsü ise İbn-i Mülka‘nın keşfidir.

Birinci ve üçüncü hareket kanunları, Fahrüddin-i Razi tarafından da gayet açık bir şekilde ifade edilmiş olup, bu alim, hareket-hız-zaman ve enerji kanunlarını da derinlemesine araştırarak aralarında sıkı bir münasebet bulunduğunu ortaya koymuştur. Modern astronominin kurucularından Batruci de, hareketi hız ve enerjinin bir fonksiyonu olarak ifade etmiştir.

Birinci hareket kanununa göre, dış bir kuvvet tesir etmedikçe veya tesir eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır olduğu müddetçe, hareketsiz bir cismin hareketsizliği devam eder.

Doğrusal harekette ise sabit bir hızla doğrusal hareketine, dairesel harekette ise sabit açısal hızla dairesel hareketine devam eder. Bu kanuna aynı zamanda Newton‘un atalet (eylemsizlik) kanunu da denir. Kütlenin, mevcut hareketini yahut hareketsizlik halini koruma eğilimini gösterir.

Newton‘un ikinci kanunu, kütle ve kuvvet arasındaki bağıntıyı açıklar. Buna göre sabit bir kuvvetin tesir ettiği bir kütle, sabit bir ivme kazanır.Newton‘un üçüncü hareket kanunu, hem dairesel hem doğrusal hareket için her aksiyonun, bir eşit reaksiyonu olduğunu bildirir (etki-tepki prensibi). Mesela, masa üzerinde duran bir kitap yer çekimi etkisiyle, kütlesiyle orantılı olarak aşağıya çekilir. Bu kuvvete eş bir kuvvet masa tarafından ters istikamette kitaba uygulanır.

İki kuvvet dengede olduğu için hareket hasıl olmaz. Şimdi de kitabı elimizle, masa düzlemi üzerinde yatay olarak ittiğimizi farz edelim, kitap üzerine bir kuvvet tatbik ettiğimizi, buna mukabil kitabın da elimizle hissettiğimiz ve ölçebileceğimiz bir reaksiyon gösterdiğini görürüz. Bu iki kuvvet birbirine eşit değerde ve zıt yöndedir, fakat aynı cisim üzerine tesir etmediği için hareket meydana gelir.

Uygulamalar:

Genel olarak ikinci hareket kanunu, F = ma olarak ifade edilir. Burada F = kuvvet, m = kütle, a=ivmedir. Bu denklemden, belli bir kütlenin istenilen ivmeye erişmesi için gerekli olan kuvvet kolayca hesaplanabilir.

Bu kanun, tatbikatı daha geniş olacak şekilde aşağıdaki gibi ifade edilebilir. Kuvvet, momentumun birim zamandaki değişimine eşittir. Momentum, kütle ile hızın çarpımına eşit olduğu için F=d(mv)/dt şeklinde yazılabilir.

Kütle sabit kalıyorsa F=ma elde edilir. Mesela, kütlesinin büyük bir kısmını yakıt meydana getiren bir roketi düşünelim, bu halde dışarı çıkan gazlar sebebiyle kütle sürekli azaldığı için ivmesi daima artar.