🍎 Newton'un Hareket Yasaları: Çözümlü Örnek Sorular
Newton'un hareket yasaları, fiziğin temel taşlarından biridir ve cisimlerin hareketini anlamamız için bize rehberlik eder. Bu bölümde, bu yasaları daha iyi kavramak için çözümlü örnek sorulara yer vereceğiz.
🚀 1. Eylemsizlik Yasası
Eylemsizlik yasası, bir cisme dışarıdan bir kuvvet etki etmediği sürece, cismin mevcut hareket durumunu koruyacağını belirtir. Yani, duran bir cisim durmaya devam eder, hareket eden bir cisim ise aynı hızla ve aynı yönde hareketine devam eder.
* ❓ **Soru:** Bir uzay mekiği, uzayın derinliklerinde sabit hızla hareket etmektedir. Motorları kapatılırsa ne olur?
* ✅ **Çözüm:** Eylemsizlik yasasına göre, mekiğe dışarıdan bir kuvvet etki etmediği sürece, mekiğin hızı ve yönü değişmez. Yani, mekiğin motorları kapatılsa bile, mekiğin hızı sabit kalır ve aynı yönde hareketine devam eder.
🚄 2. Temel Yasa (F=ma)
Temel yasa, bir cisme etki eden net kuvvetin, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşit olduğunu ifade eder. Matematiksel olarak, $F = ma$ şeklinde ifade edilir.
* ❓ **Soru:** 5 kg kütleli bir cisme 10 N'luk bir kuvvet uygulanıyor. Cismin ivmesi ne olur?
* ✅ **Çözüm:** Temel yasayı kullanarak, $F = ma$ denkleminden ivmeyi bulabiliriz:
$a = \frac{F}{m} = \frac{10 \ N}{5 \ kg} = 2 \ m/s^2$
Cismin ivmesi 2 m/s² olur.
🛩️ 3. Etki-Tepki Yasası
Etki-tepki yasası, bir cisim başka bir cisme bir kuvvet uyguladığında, ikinci cismin de birinci cisme eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uygulayacağını belirtir.
* ❓ **Soru:** Bir kişi, bir duvara yumruk atıyor. Bu durumda etki ve tepki kuvvetleri nelerdir?
* ✅ **Çözüm:**
* 🍎
Etki: Kişinin duvara uyguladığı kuvvet.
* 🍎
Tepki: Duvarın kişiye uyguladığı, eşit büyüklükte ve zıt yöndeki kuvvet.
⚙️ Uygulama Örnekleri
Aşağıda, Newton'un hareket yasalarını içeren karmaşık örnekler ve çözümleri bulunmaktadır.
🧱 Örnek 1: Eğik Düzlemde Hareket
* ❓ **Soru:** 30° eğimli bir eğik düzlem üzerinde bulunan 2 kg kütleli bir cisme etki eden kuvvetleri ve ivmeyi bulun. (Sürtünme yok)
* ✅ **Çözüm:**
* 🍎 Öncelikle cismin ağırlık kuvvetini ($mg$) hesaplayalım: $mg = 2 \ kg \times 9.8 \ m/s^2 = 19.6 \ N$.
* 🍎 Ağırlık kuvvetinin eğik düzleme paralel bileşeni ($F_{\parallel}$): $F_{\parallel} = mg \sin(30^\circ) = 19.6 \ N \times 0.5 = 9.8 \ N$.
* 🍎 İvme ($a$): $a = \frac{F_{\parallel}}{m} = \frac{9.8 \ N}{2 \ kg} = 4.9 \ m/s^2$.
* 🍎 Cisme etki eden ivme, eğik düzlem aşağı yönde 4.9 m/s²'dir.
🎣 Örnek 2: Bağlı Cisimler
* ❓ **Soru:** Bir masa üzerinde duran 3 kg'lık bir cisme, bir ip yardımıyla makaradan geçirilerek 2 kg'lık başka bir cisim asılıyor. Sistem serbest bırakıldığında cisimlerin ivmesi ne olur? (Sürtünme yok)
* ✅ **Çözüm:**
* 🍎 Sistemdeki toplam kütle: $m_{toplam} = 3 \ kg + 2 \ kg = 5 \ kg$.
* 🍎 Asılı olan cismin ağırlık kuvveti: $F = 2 \ kg \times 9.8 \ m/s^2 = 19.6 \ N$.
* 🍎 Sistemin ivmesi: $a = \frac{F}{m_{toplam}} = \frac{19.6 \ N}{5 \ kg} = 3.92 \ m/s^2$.
* 🍎 Her iki cismin de ivmesi 3.92 m/s² olur.
🎢 Örnek 3: Sürtünmeli Yüzeyde Hareket
* ❓ **Soru:** Yatay bir yüzeyde 5 kg kütleli bir cismi 20 N'luk bir kuvvetle çekiyoruz. Yüzey ile cisim arasındaki kinetik sürtünme katsayısı 0.2 ise, cismin ivmesi ne olur?
* ✅ **Çözüm:**
* 🍎 Sürtünme kuvveti ($F_s$): $F_s = \mu \times N$, burada $N$ normal kuvvettir ve $N = mg = 5 \ kg \times 9.8 \ m/s^2 = 49 \ N$.
* 🍎 $F_s = 0.2 \times 49 \ N = 9.8 \ N$.
* 🍎 Net kuvvet: $F_{net} = 20 \ N - 9.8 \ N = 10.2 \ N$.
* 🍎 İvme: $a = \frac{F_{net}}{m} = \frac{10.2 \ N}{5 \ kg} = 2.04 \ m/s^2$.
* 🍎 Cismin ivmesi 2.04 m/s² olur.
📚 Ek Kaynaklar
Newton'un hareket yasaları hakkında daha fazla bilgi edinmek ve pratik yapmak için aşağıdaki kaynaklara göz atabilirsiniz:
* 🧪 Fizik ders kitapları
* 🧪 Online fizik simülasyonları
* 🧪 Çözümlü fizik soru bankaları
