Newton'un Üçüncü Yasası: Kavram, Örnekler ve Alıştırmalar

Newton'un Eylem ve Tepki olarak da adlandırılan Üçüncü Yasası, iki cisim arasındaki etkileşim güçlerini ilişkilendirir.

Bir A nesnesi başka bir B nesnesine kuvvet uyguladığında, bu diğer B nesnesi A nesnesine aynı yoğunlukta, aynı yönde ve zıt yönde bir kuvvet uygulayacaktır.

Kuvvetler farklı cisimlere uygulandığından dengelenmezler.

Örnekler:

• Bir atış yaparken, bir atıcı, bir ateşleme reaksiyon kuvveti tarafından mermiden uzaklaştırılır.
• Bir araba ve bir kamyon arasındaki bir çarpışmada, her ikisi de aynı yoğunlukta ve zıt yönde kuvvetlerin etkisini alır. Ancak, bu kuvvetlerin araçların deformasyonundaki etkisinin farklı olduğunu bulduk. Genellikle araba, kamyondan çok daha "ezilir". Bu gerçek, bu kuvvetlerin yoğunluğundaki farklılıktan değil, araçların yapısındaki farklılıktan kaynaklanmaktadır.
• Dünya, yüzeyine yakın tüm cisimlere çekici bir kuvvet uygular. Newton'un 3. Yasasına göre, cisimler de Dünya'ya çekici bir kuvvet uygular. Bununla birlikte, kütle farkı nedeniyle, cisimlerin maruz kaldığı yer değiştirmenin, Dünya'nın maruz kaldığından çok daha önemli olduğunu görüyoruz.
• Uzay gemileri hareket etmek için etki ve tepki prensibini kullanır. Yanma gazlarını püskürtürken, bu gazların çıkışlarından ters yönde sürülürler.

Gemiler, yanma gazlarını püskürterek hareket ederler.

Newton'un 3. Yasasının Uygulanması

Dinamik çalışmalarındaki birçok durum, iki veya daha fazla cisim arasındaki etkileşimleri sunar. Bu durumları tanımlamak için Etki ve Tepki Yasasını uygularız.

Farklı cisimlerde hareket ederek, bu etkileşimlerde yer alan kuvvetler birbirini iptal etmez.

Kuvvet vektörel bir nicelik olduğundan, sistemi oluşturan her bir cisme etki eden tüm kuvvetleri vektörel olarak analiz ederek etki ve tepki çiftlerini işaretlemeliyiz.

Bu analizden sonra, Newton'un 2. Yasasını uygulayarak ilgili her cisim için denklemleri kurduk.

Misal:

Kütleleri sırasıyla 10 kg ve 5 kg'a eşit olan iki A ve B bloğu, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi tamamen pürüzsüz bir yatay yüzey üzerinde desteklenmektedir. A bloğuna 30N şiddetinde sabit ve yatay bir kuvvet etki eder. Belirleyin:

a) sistem tarafından elde edilen ivme
b) A bloğunun B bloğuna uyguladığı kuvvetin şiddeti

İlk olarak, her bir bloğa etki eden kuvvetleri tanımlayalım. Bunu yapmak için blokları izole ettik ve aşağıdaki şekillerde gösterildiği gibi kuvvetleri belirledik:

Olmak:

f_AB: A bloğunun B bloğuna uyguladığı kuvvet
f_BA: B bloğunun A bloğuna uyguladığı kuvvet
N: normal kuvvet, yani blok ile yüzey arasındaki temas kuvveti
P: güç ağırlığı

Bloklar dikey olarak hareket etmez, dolayısıyla bu yöndeki net kuvvet sıfıra eşittir. Bu nedenle, normal ağırlık ve kuvvet birbirini yok eder.

Yatayda bloklar hareket gösterir. Öyleyse Newton'un 2. Yasasını uygulayalım (F_$ = m. a) ve her blok için denklemleri yazın:

A Blok:

F - f_BA = m_bu.

Blok b:

f_AB = m_B.

Bu iki denklemi bir araya getirerek sistem denklemini buluruz:

F - f_BA+ f_AB= (m_bu. a) + (m_B. )

f yoğunluğu olarak_AB f'nin yoğunluğuna eşittir_BA, biri diğerine tepki olduğu için denklemi basitleştirebiliriz:

F = (m_bu + m_B).

Verilen değerlerin değiştirilmesi:

30 = (10 + 5).

Şimdi A bloğunun B bloğuna uyguladığı kuvvetin değerini bulabiliriz. B bloğu denklemini kullanarak şunları elde ederiz:

f_AB = m_B.
f_AB = 5. 2 = 10 N

Newton'un Üç Yasası

fizikçi ve matematikçi Isaac Newton (1643-1727), hareketleri ve nedenlerini tanımladığı mekaniğin temel yasalarını formüle etti. Üç yasa, 1687'de "Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri" adlı çalışmada yayınlandı.

3. Kanun, diğer iki kanunla (1. Kanun ve 2. Kanun) birlikte Klasik Mekaniğin temellerini oluşturur.

Newton'un Birinci Yasası

bu Newton'un Birinci YasasıEylemsizlik Yasası olarak da adlandırılan, "Dinlenmekte olan bir cisim hareketsiz kalır ve hareket halindeki bir cisim bir dış kuvvet tarafından etkilenmedikçe hareket halinde kalır.".

Özetle, Newton'un Birinci Yasası, bir cismin dinlenme veya hareket durumunu değiştirmek için bir kuvvetin etkisini gösterdiğine işaret eder.

Ayrıca hakkında okuyun Galileo Galilei.

Newton'un İkinci Yasası

bu Newton'un 2. Yasası Bir cismin elde ettiği ivmenin, ona etki eden kuvvetlerin bileşkesi ile doğru orantılı olduğunu tespit eder.

Matematiksel olarak şu şekilde ifade edilir:

Daha fazlasını öğrenmek için şunu da okuyun:

• Newton Kanunları
• Yerçekimi
• Fizik Formülleri

Çözülmüş Alıştırmalar

1) UFRJ-1999

Şekilde gösterilen 4 kg'lık blok 1 ve 1 kg'lık blok 2 yan yana yerleştirilmiş ve düz, yatay bir yüzey üzerinde desteklenmiştir. Zorla hızlandırılırlar 10 N modülüne eşit yatay, blok 1'e uygulanmış ve yüzeyde ihmal edilebilir sürtünme ile kaymaya başlamaktadırlar.

a) F kuvvetinin yönünü ve yönünü belirleyiniz.₁₂ blok 1 tarafından blok 2'de uygulandı ve modülünü hesaplayın.
b) F kuvvetinin yönünü ve yönünü belirleyiniz.₂₁ blok 2 tarafından blok 1'e uygulanır ve modülünü hesaplar.

Yanıtı Gör

a) Yatay yön, soldan sağa yön, modül f₁₂ = 2N
b) Yatay yön, sağdan sola yön, modül f₂₁ = 2N

2) UFMS-2003

A ve B blokları aşağıda gösterildiği gibi düz, yatay ve sürtünmesiz bir masa üzerine yerleştirilmiştir. İki durumda (I ve II) bloklardan birine F şiddetinde yatay bir kuvvet uygulanır. A'nın kütlesi B'ninkinden büyük olduğu için şunu söylemek doğrudur:

a) A bloğunun ivmesi, I durumundaki B'nin ivmesinden daha küçüktür.
b) II durumunda blokların ivmesi daha büyüktür.
c) bloklar arasındaki temas kuvveti durum I'de daha büyüktür.
d) Blokların ivmesi her iki durumda da aynıdır.
e) Bloklar arasındaki temas kuvveti her iki durumda da aynıdır.

Yanıtı Gör

Alternatif d: Blokların ivmesi her iki durumda da aynıdır.