Newton'un İkinci Yasası
Bir cisme net bir kuvvet uygulandığında, cisim ivmelenir — hızlanır, yavaşlar ya da yön değiştirir. Kuvvet ne kadar büyükse ivme de o kadar büyük olur; cismin kütlesi ne kadar büyükse ivme o kadar küçük olur.
Formül
F = m · a
- F — kuvvet (N): cisme etki eden net itme veya çekme
- m — kütle (kg): cismin sahip olduğu madde miktarı — ivmelenmeye karşı direnci
- a — ivme (m/s²): cismin hızının her saniye ne kadar değiştiği
Çözümlenmiş Örnek
Sürtünmesiz bir zeminde duran 2 kg'lık bir arabaya sabit 8 N'luk bir kuvvet uygulanıyor. Araba ne kadar hızlı hızlanır?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
Kendini test et
Aynı 8 N'luk itme şimdi daha ağır, 4 kg'lık bir arabaya uygulanıyor. İvmesi nedir?
- 4 m/s²
- Doğru cevap: 2 m/s²
- 32 m/s²
Doğru! Kütleyi iki katına çıkarmak ivmeyi yarıya indirir: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
Başlangıçtaki 2 kg'lık arabaya iki katı ivme (8 m/s²) kazandırmak için kuvvet ne olmalıdır…
- Doğru cevap: 16 N
- 4 N
- 8 N
Tam olarak doğru — ivme kuvvetle doğru orantılıdır: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
Nerede Görürsün
Boş bir alışveriş arabası itmek kolaydır, manav dolu olanını itmek zordur — aynı kuvvet, daha az ivme, çünkü kütle artmıştır. Bir arabanın motoru römorkör çekerken daha zayıf hissediyor, aynı nedenden dolayı: net kuvvet benzer kalır, ancak birleşik kütle çok daha büyüktür.
Yaygın Hatalar
Yaygın bir yanlış kanı, sabit hızla hareket eden bir şeyi hareket halinde tutmak için kuvvet gereklidir — kuvvet yalnızca hızı değiştirmek için gereklidir, sıfır net kuvvetle harekette olan bir nesne sonsuza dek aynı hızda hareket etmeye devam eder. Diğeri, F = ma'yı "kuvvet hız neden olur" yerine "kuvvet ivme neden olur" olarak anlamaktır — büyük bir kütle üzerine büyük bir kuvvet bile küçük bir ivme üretebilir.
Nasıl Bağlantılı
Bu doğrudan serbest düşüş ve mermi hareketiyle oluşturulur; yerçekimi zaten nesneleri hızlandırıyordur — Newton'un ikinci yasası o ivmeyi F = ma ile açıklar, burada F nesnenin ağırlığıdır. Momentum korumasına yol açar, bu aslında Newton'un ikinci ve üçüncü yasalarının iki nesnenin bir diğerini ittiği durumda uygulanmasıdır.