Newton'un İkinci Yasası, bir cismin elde ettiği ivmenin, ona etki eden kuvvetlerin bileşkesi ile doğru orantılı olduğunu belirler.
İvme, zaman birimi başına hızdaki değişimi temsil ettiğinden, 2. Kanun, kuvvetlerin bir cisimdeki hız değişimlerini üreten ajanlar olduğunu gösterir.
Dinamiğin temel ilkesi olarak da adlandırılan bu ilke, Isaac Newton tarafından tasarlandı ve diğer iki yasayla (1. Kanun ve Eylem ve Tepki) birlikte Klasik Mekaniğin temellerini oluşturdu.
formül
İkinci Yasayı matematiksel olarak şu şekilde temsil ediyoruz:
Nerede,
Kuvvet ve ivme vektörel büyüklüklerdir, bu yüzden onları gösteren harflerin üzerinde bir okla gösterilirler.
Vektör nicelikleri olarak, tam olarak tanımlanabilmeleri için sayısal bir değere, bir ölçü birimine, bir yöne ve bir yöne ihtiyaç duyarlar. İvmenin yönü ve yönü net kuvvet ile aynı olacaktır.
2. Kanunda, cismin kütlesi (m), denklemin orantı sabitidir ve bir cismin eylemsizliğinin ölçüsüdür.
Bu şekilde, aynı kuvveti farklı kütlelere sahip iki cisme uygularsak, kütlesi en büyük olanın ivmesi daha düşük olacaktır. Bu nedenle, kütlesi daha büyük olanın hızdaki değişimlere daha fazla direndiği, dolayısıyla daha büyük atalete sahip olduğu sonucuna varıyoruz.
Misal:
15 kg kütleye sahip bir cisim, 3 m/s'ye eşit modül ivmesi ile hareket eder.2. Cismin üzerine etki eden net kuvvetin büyüklüğü nedir?
Kuvvet modülü 2. yasayı uygulayarak bulunacaktır, bu yüzden elimizde:
F$ = 15. 3 = 45N
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.
Newton'un Birinci Yasası
Newton fikirlerine dayanıyordu. Galileo 1. Yasayı formüle etmek için eylemsizlik üzerine, bu nedenle, Eylemsizlik Yasası olarak da adlandırılır ve şu şekilde ifade edilebilir:
Kuvvetlerin yokluğunda, hareketsiz bir cisim hareketsiz kalır ve hareket halindeki bir cisim sabit hızla düz bir çizgide hareket eder.
Kısacası, Newton'un Birinci Yasası bir cismin kendi başına hareketi başlatamayacağını, durduramayacağını veya yön değiştiremeyeceğini gösterir. Dinlenme veya hareket durumunda değişiklikler meydana getirmek için bir kuvvetin eylemini alır.
Newton'un Üçüncü Yasası
bu Newton'un Üçüncü Yasası "Etki ve Tepki" yasasıdır. Bu, her etki için aynı yoğunlukta, aynı yönde ve zıt yönde bir tepki olduğu anlamına gelir. Etki ve tepki ilkesi, iki cisim arasında meydana gelen etkileşimleri analiz eder.
Bir cisim bir kuvvetin etkisine maruz kaldığında, bir başkası onun tepkisini alacaktır. Etki-tepki çifti farklı cisimlerde meydana geldiği için kuvvetler dengelenmez.
Daha fazla bilgi edinin:
- Newton'un Üç Yasası
- Yerçekimi
- Fizikte Atalet Nedir?
- Fizik Formülleri
- Hareket Miktarı
- eğik düzlem
Çözülmüş Alıştırmalar
1) UFRJ-2006
İdeal bir tel kullanılarak m kütleli bir blok alçaltılır ve yükseltilir. İlk olarak, blok, Şekil 1'de gösterildiği gibi, modül a'nın aşağı doğru sabit dikey ivmesiyle (hipoteze göre, yerçekimi ivmesinin g modülünden daha az) indirilir. Daha sonra blok, Şekil 2'de gösterildiği gibi, yine modül a'dan yukarı doğru, sabit dikey ivme ile kaldırılır. Aşağı yöndeki iplik gerilimi T ve yukarı yöndeki iplik gerilimi T’ olsun.
T'/T oranını a ve g'nin bir fonksiyonu olarak belirleyin.
İlk durumda, blok alçalırken ağırlık, çekişten daha fazladır. Böylece net kuvvet şöyle olacaktır: F$=P - T
İkinci durumda, T' yukarı çıkarken ağırlıktan daha büyük olacaktır, yani: F$=T' - P
Newton'un 2. yasasını uygulayarak ve P = m.g olduğunu hatırlayarak şunları elde ederiz:
(2)'yi (1)'e bölerek, istenen nedeni buluruz:
2) Mackenzie-2005
4.0kg'lık bir gövde, maksimum 50N çekişi destekleyen bir tel vasıtasıyla kaldırılıyor. Benimseyen g = 10m/s2, bu tel tarafından çekilerek vücuda uygulanabilecek en büyük dikey ivme:
a) 2.5m/s2
b) 2.0m/sn2
c) 1.5m/s2
d) 1.0m/sn2
e) 0,5m/sn2
T - P = m. a (vücut kaldırılıyor, yani T>P)
Maksimum çekiş 50 N ve P = m olduğundan. g = 4. 10 = 40 N, en büyük ivme:
Alternatif: 2,5 m/s2
3) PUC/MG-2007
Şekilde A bloğunun kütlesi m'dir.bu = 80 kg ve B bloğu, m kütlesiB = 20 kg. Tel ve kasnağın sürtünmeleri ve ataleti hala ihmal edilebilir düzeydedir ve g = 10m/s kabul edilir.2 .
B bloğunun ivmesi ile ilgili olarak şu şekilde olacağı söylenebilir:
a) 10 m/s2 aşağı.
b) 4.0 m/s2 yukarı.
c) 4.0 m/s2 aşağı.
d) 2.0 m/s2 aşağı.
B'nin ağırlığı, blokları aşağı hareket ettirmekten sorumlu kuvvettir. Blokları tek bir sistem olarak düşünürsek ve Newton'un 2. Yasasını uygularsak:
PB = (mbu + mB).
Alternatif d: 2.0 m/s2 aşağı
4) Fatec-2006
Sırasıyla 10 kg ve 20 kg kütleli, ihmal edilebilir kütleli bir iplikle birleştirilmiş iki A ve B bloğu, sürtünmesiz yatay bir düzlemde durmaktadır. Şekilde gösterildiği gibi B bloğuna yine yatay F = 60N şiddetinde bir kuvvet uygulanıyor.
İki bloğu birleştiren teldeki çekme kuvvetinin Newton cinsinden değeri geçerlidir.
a) 60
b) 50
c) 40
d) 30
e) 20
İki bloğu tek bir sistem olarak düşünürsek: F = (mbu + mB). a, değerleri değiştirerek ivme değerini buluruz:
İvmenin değerini bilerek tel üzerindeki gerilim değerini hesaplayabiliriz, bunun için A bloğunu kullanalım:
T=mbu .
T = 10. 2 = 20 N
Alternatif e: 20 N
5) ITA-1996
Bir süpermarkette alışveriş yapan bir öğrenci iki araba kullanıyor. Bu, m kütleli birincisini yatay bir F kuvvetiyle itiyor, bu da M kütleli bir diğerini düz, yatay bir zemine itiyor. Arabalar ile zemin arasındaki sürtünme ihmal edilebilirse, ikinci arabaya uygulanan kuvvetin şöyle olduğu söylenebilir:
a) F
b) MF / (m + M)
c) F (m + M) / M
d) F / 2
e) başka bir farklı ifade
İki arabayı tek bir sistem olarak düşünürsek:
İkinci arabaya etki eden kuvveti hesaplamak için, yine 2. araba denklemi için Newton'un 2. Yasasını kullanalım:
Alternatif b: MF/(m+M)
