Net kuvvet bir nesne üzerinde etki eden tüm kuvvetler toplamı olarak tanımlanır. Bir örnek? Bir futbol topuna vurduğunuzda, top havaya kalkar ve havada hareket eder. O anda topa etki eden net bir kuvvet vardır. Top yere dönmeye başladığında ve sonunda durduğunda, topa da etki eden net bir kuvvet vardır.
Newton'un İkinci Yasası "net bir kuvvet bir nesneye etki ettiğinde, o zaman o nesnenin hızlanması gerekir, yani hızı saniyeden saniyeye değişir" der. Futbol topuna ilk kez vurduğunuzda hızlanır ve futbol topu durana kadar fren yapmaya başladığında da hızlanır.
Bir nesneye etki eden birçok kuvvet olabilir ve tüm bu kuvvetler toplandığında, sonuç, nesneye etki eden net kuvvet olarak adlandırdığımız şeydir.
Net kuvvet sıfıra eklenirse, o zaman nesne hızlanmıyordur, bu nedenle sabit bir hızla hareket etmektedir. Net kuvvet sıfırdan farklı bir değere eklenirse, nesne hızlanıyor demektir.
Doğada tüm kuvvetler, sürtünme veya karşıt yerçekimi kuvvetleri gibi diğer kuvvetlere karşı çıkar. Kuvvetler ancak toplam zıt kuvvetlerden daha büyükse ivme üretebilirler.
Bir kuvvet bir nesneyi iter, ancak sürtünme ile birleşirse, nesne hızlanmaz. Benzer şekilde, bir kuvvet yerçekimine karşı itiyorsa, ancak bir nesnenin üzerindeki yerçekimi kuvvetinden daha azsa, hızlanmayacaktır.
Örneğin, bir nesneye 15 Newton'luk bir itme, 10 Newton'luk bir sürtünme kuvveti ile karşı karşıya gelirse, nesne, sürtünmesiz 5 Newton'luk bir net kuvvet tarafından itilmiş gibi hızlanır.
Newton'un ikinci yasası
Newton'un ilk hareket yasası, mevcut tüm kuvvetlerin dengelendiği nesnelerin davranışını öngörür.
Birinci yasa (bazen eylemsizlik yasası olarak da adlandırılır), bir nesneye etki eden kuvvetler dengelenmişse, o nesnenin ivmesinin 0 m / s / s olacağını belirtir. Denge halindeki nesneler (tüm kuvvetlerin dengelendiği durum) hızlanmayacaktır.
Newton'a göre, bir nesne ancak üzerine etki eden net veya dengesiz bir kuvvet varsa hızlanacaktır. Dengesiz bir kuvvetin varlığı, bir nesneyi hızlandırarak hızını, yönünü veya hızını ve yönünü değiştirir.
Newton'un ikinci hareket yasası
Bu yasa, mevcut tüm kuvvetlerin dengelenmediği nesnelerin davranışına atıfta bulunur. İkinci yasa, bir nesnenin ivmesinin iki değişkene bağlı olduğunu belirtir: nesneye etki eden net kuvvet ve nesnenin kütlesi.
Bir nesnenin ivmesi doğrudan nesneye etki eden net kuvvete ve ters olarak nesnenin kütlesine bağlıdır. Bir nesneye etki eden kuvvet arttıkça, nesnenin ivmesi de artar.
Bir nesnenin kütlesi arttıkça, nesnenin ivmesi azalır. Newton'un ikinci hareket yasası resmi olarak şu şekilde ifade edilebilir:
"Net kuvvet tarafından üretilen bir nesnenin ivmesi, net kuvvetin büyüklüğü ile doğru orantılıdır, net kuvvet ile aynı yönde ve nesnenin kütlesi ile ters orantılıdır."
Bu sözlü ifade aşağıdaki gibi bir denklem şeklinde ifade edilebilir:
A = Fnet / m
Yukarıdaki denklem genellikle aşağıda gösterildiği gibi daha tanıdık bir forma yeniden düzenlenir. Net kuvvet, kütlenin çarpımının ivme ile çarpımına eşittir.
Fnet = m • a
Vurgu her zaman net kuvvet üzerindedir. İvme, net kuvvet ile doğru orantılıdır. Net kuvvet, kütle çarpı ivmeye eşittir.
Net kuvvetle aynı yöndeki hızlanma, net kuvvet tarafından üretilen bir ivmedir. İvme ile ilgili olan net kuvvettir, net kuvvet tüm kuvvetlerin vektörel toplamıdır.
Bir nesneye etki eden tüm bireysel kuvvetler biliniyorsa, net kuvvet belirlenebilir.
Yukarıdaki denkleme göre, bir kuvvet birimi, bir kütle biriminin bir ivme birimi ile çarpılmasına eşittir.
Yukarıdaki denklemde kuvvet, kütle ve ivme yerine standart metrik birimler koyarak, aşağıdaki birim eşdeğerliği yazılabilir.
1 Newton = 1 kg • m / s2
Standart metrik kuvvet biriminin tanımı, yukarıdaki denklemle gösterilir. Bir Newton, 1 kg'lık bir kütle ve 1 m / s / s'lik bir ivme vermek için gereken kuvvet miktarı olarak tanımlanır.
Büyüklük ve denklem
Newton'un İkinci Yasasına göre, bir nesne hızlandırıldığında, ona etki eden net bir kuvvet olmalıdır. Tersine, bir nesneye net bir kuvvet etki ederse, o nesne hızlanacaktır.
Bir nesneye etki eden net kuvvetin büyüklüğü, aşağıdaki formülde gösterildiği gibi, nesnenin kütlesinin nesnenin ivmesiyle çarpımına eşittir:
Net kuvvet, tüm karşıt kuvvetler iptal edildiğinde bir nesnenin herhangi bir ivmesinin ürettiği kalan kuvvettir.
Karşıt kuvvetler, bir cisme etki eden net ivme kuvvetini azaltarak ivmenin etkisini azaltır.
Bir nesneye etki eden net kuvvet sıfır ise, o zaman nesne hızlanmıyordur ve denge dediğimiz bir durumdadır.
Bir nesne dengede olduğunda, iki şey doğru olabilir: ya nesne hiç hareket etmiyor ya da nesne sabit bir hızla hareket ediyor. Denge formülü aşağıda gösterilmiştir:
Örnekler
Uzaydaki varsayımsal bir durumu ele alalım. Uzay yürüyüşü yapıyorsunuz ve mekiğinizde bir şey tamir ediyorsunuz. Konu üzerinde somun anahtarıyla çalışırken sinirleniyor ve anahtarı fırlatıyor, ne oluyor?
Anahtar elden çıktığında, onu bıraktığınızda verdiği hız ile hareket etmeye devam edecektir. Bu, sıfır net kuvvet durumuna bir örnektir. Anahtar aynı hızda hareket edecek ve uzayda hızlanmayacaktır.
Aynı anahtarı Dünya'ya atarsanız, anahtar yere düşecek ve sonunda duracaktır. Neden durdu? Tuşa etki eden ve yavaşlamasına ve durmasına neden olan net bir kuvvet vardır.
Başka bir örnekte, bir buz pateni pistindesiniz diyelim. Bir hokey diski alın ve buzun üzerinde kaydırın.
Sonunda hokey diski, pürüzsüz, kaygan buzda bile yavaşlayacak ve duracaktır. Bu, sıfır olmayan bir net kuvvetin olduğu bir duruma başka bir örnektir.
Referanslar
- Fizik Sınıfı,. (2016). Newton'un İkinci Yasası. 11-2-2017, physicsclassroom.com sitesinden: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Net Kuvvet nedir? - Tanım, Büyüklük ve Denklemler. 11-2-2017, http://study.com Web sitesi: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Net kuvvet nedir? 11-2-2017, Reference.com Web sitesinden: reference.com.
- Net kuvvet. (nd) Webster'ın Gözden Geçirilmiş Kısaltılmamış Sözlüğü. (1913). 11 Şubat 2017 tarihinde thefreedictionary.com adresinden erişildi.
- Pearson, A. (2008). Kuvvet ve Hareket Bölüm 5. Kuvvet ve Hareket. 2-11-2017, Pearson Education Inc Web sitesinden: physics.gsu.edu.