Hareket Ve Kuvvet

Hareket ve Kuvvet A – HER CİSİM HAREKETLİDİR

1ÇEVREMİZDEKİ FARKLI HAREKET TÜRLERİ
2KONUMUNU ÖLÇ , GİTTİĞİN YOLU BUL
3KONUM ZAMANLA NASIL DEĞİŞİR ?
4YOLU ZAMANA BÖL , HIZI BUL

B – KUVVET İTME – ÇEKMEDİR

1KUVVETİN ETKİLERİ ÇEŞİTLİDİR
2EVRENDE HEM İTME HEM DE ÇEKME BİRLİKTE BULUNUR
3YERİN ÇEKİM KUVVETİ AĞIRLIĞI BELİRLER

A – HER CİSİM HAREKETLİDİR

Evrende her şey hareketli midir ?
Çevremizde hareket eden bir çok varlık görürüz Uçan kuşlar,koşan köpekler , yürüyen insanlar ,düşen bir taş, akarsular… Uzaydaki gökcisimleri de hareket halindedir Canlıların ortak özelliklerinden birinin de hareket etme olduğunu öğrenmiştik İnsanlar , hayvanlar , bitkiler kendiliğinden hareket ederler Ama cansız varlıkları harekete geçirmek için dışarıdan bir etki gerekir

1ÇEVREMİZDEKİ FARKLI HAREKET TÜRLERİ

Hareket halindeki her cisim bir yol izler bu yola ne denir ?
Hareketli bir cismin hareketi sırasında izlediği yola YÖRÜNGE denir
cisimlerin yörüngelerine göre hareket şekilleri nelerdir ?
cismin izlediği yol düz ise hareketten söz edebiliriz Düz bir yolda ilerleyen bir taşıtın hareketi gibi Virajlı bir yolda ilerleyen bir taşıt EĞRİSEL bir yörüngede gider Saatin akrep ve yelkovanının yörüngesi DAİRESELdir Bir salıncağın hareketi sırasında izlediği yol ,dairesel yörüngenin bir bölümüdür Dünya ,güneş çevresinde hareket ederken ELİPS biçiminde bir yörüngede ilerler

2KONUMUNU ÖLÇ , GİTTİĞİN YOLU BUL

Aşağıdaki şekle göre köpeğin konumu nasıldır?



Köpek , evin önündedir Ağacın ise solundadır Köpeğin eve olan uzaklığını ve ağca olan uzaklığını ölçersek değişik sonuçlar buluruz

Konumu nasıl tanımlayabiliriz ?
Bir cismin bulunduğu yere , o cismin konumu denir Bir cismin konumu , seçilen sabit bir noktaya olan uzaklığıyla ölçülür

Hareket ile konum arasında nasıl bir ilişki vardır ?
Bir cismin konumu,sabit bir noktaya göre zamanla değişiyorsa cisim hareket ediyor demektir Hareket, cisimlerin konum değiştirmelerine bağlıdırcismin harekete başladığı nokta ilk konum , vardığı nokta son konum adını alır Son konum ile ilk konum arasındaki uzaklık farkına YER DEĞİŞTİRME veya HAREKET denir



ilk konum = 10m son konum = 50m
yer değiştirme = 50 – 10 = 40 m

Şekildeki araba 40m yer değiştirmiş , hareket etmiştir
Bir cismin hareketli yada hareketsiz olduğuna nasıl karar verebiliriz ?

Bir cismin hareketli yada hareketsiz görünmesi , onu gözleyenin bulunduğu yere göre değişir Bir otomobilin içinde giderken yol kenarındaki ağaçları geriye doğru gidiyormuş gibi görürüz Gerçekte hareket eden ağaçlar değil otomobildir Bir cismi hareketli yada hareketsiz diye tanımlarken sabit bir noktayla karşılaştırırız Bu noktaya göre hareketli olan bir varlık , başka bir noktaya göre hareketsiz olabilir Örneğin hareket halindeki bir trende oturan yolcular , durakat bekleyen insanlara göre hareketlidir Çünkü bu yolcular trenle beraber hareket etmektedirler

Bir cismin aldığı yol ile yer değiştirme miktarı her zaman aynı mıdır?





şekildeki yolu ok hizasında yürüyen adam 6m + 8m = 14 m yol almıştır Ancak ,yer değiştirmesi 10 m ‘dir Bir cismin yer değiştirme miktarıyla aldığı yol her zaman eşit olmaz

3KONUM ZAMANLA NASIL DEĞİŞİR ?

konumla zaman arasında nasıl bir ilişki vardır ?
hareket ,zamana göre konum değiştirmektir Hızı sabit olan bir cismin konum değişikliği zamanla ilgilidir Sabit hızla hareket eden bir cismin yer değiştirmesi arttıkça , geçen zaman da artar veya zaman arttıkça konum değişikliği de artar

ETKİNLİK / GÖZLEM

Okulun bahçesinde 50m uzunluğunda bir yer belirleyin bir arkadaşınız A noktasından B noktasına doğru yürümeye başlayınca kronometreyle ölçüm yapın , hareket süresini belirleyin Hareketli bir varlık belli zamanda yer değiştirir

DÜŞÜNÜP TARTIŞALIM

Hareketli varlıklar aynı yolu değişik sürelerde alırlar Neden ?

4YOLU ZAMANA BÖL , HIZI BUL

Hareket eden cisimlerin birim zamanda aldıkları yollar farklı mıdır ?
çevremizde hareket eden cisimler aynı uzaklığı değişik sürelerde aldıklarını gözlemleyebiliriz Örneğin aynı noktada yola çıkan ve aynı noktaya varacak olan bir araba ve bir yaya olsun Bunlardan araba o noktaya daha çabuk ulaşır Çünkü arabanın hızı daha fazladır

Hız bir cismin birim zamanda yer değiştirmesidir Bir cismin hızını nasıl hesaplayabiliriz ?

Bir doğru üzerinde hareket eden cismin aldığı yola birim zamana bölersek cismin hızı bulunur

Hız = yol : zaman

ETKİNLİK / GÖZLEM

Beden eğitimi salonunda yada bahçede bir koşu düzeneyerek iki arkadaşınızın koşma hızlarını ölçebilirsiniz 50m uzunluğunda düz bir yer belirleyin başlangıç noktasından bitiş noktasına doğru koşan arkadaşlarınızın koşma sürelerini , kronometreyle ölçün iki nokta arasındaki uzaklığı zamana böldüğümüzde iki arkadaşınızın da ayrı ayrı hızları bulunur

ÖRNEK : 50 metrelik yolu 5 saniyede koşan Göksu ‘nun hızı ne kadardır ?
Yolu zamana bölersek 50 : 5 = 10m/sn (metre / saniye )

Göksu'nun hızı saniyede 10 metredir Diğer bir anlatımla , Göksu birim zamanda ( 1 saniyede ) 10 m koşar

Hız birimi nedir ?
Uluslar arası birim sisteminde ; yol birimi metre , zaman birimi saniye ,hız birimi metre bölü saniye ( m /sn )dir Taşıtlarda hız birimi olarak kilometre bölü saat (km / sa ) kullanılır

ÖRNEK : Ahmet amca , kamyonuyla 300 kilometrelik yolu 5 saatte alıyor saatteki hızı kaç kilometredir ?

Yol : zaman = hız 300 : 5 = 60 km/sa saatteki ortalama hızı

Ortalama hız ne demektir ?

Hareketli bir cismin hızı hareket süresince farklı olabilir Örneğin trafikte ilerleyen bir kamyon zaman zaman düşük hızla gitmek zorundadırbazen 55km bazen de 25km bazen 70 km hızla gider bu taşıtın hızını ölçmek için o kamyonun aldığı yolun tamamı zamana bölünür

ortalama hız = toplam yol : toplam zaman

Bu kamyonun hareket süresinin 3 saat olduğunu düşünürsek toplam yol ; 25km + 55km + 70km = 150 km

150 km : 3 saat = 50 km/sa kamyonun ortalama hızıdır diğer bir değişle bu kamyon bir saatte ortalama olarak 50 km ilerler

ÖRNEK : Bir trenin ortalama hızı saatte 60 km’dir Bu tren 240kmlik yolu kaç saatte gider ?
1 saatte ; 60 km giderse
? saatte 240 km gider zaman = yol : hız
zamanı bulmak için yolu , otalama birim hıza böleriz
240 : 60 = 4 saatte gider

ÖRNEK : iki kent arası otomobille 4 saat otobüsle 5 saat sürmektedir

Otomobilin saatteki hızı 80 km ise otobüsün hızı ne kadardır?

otomobil 1 saatte 80 km hızla gittiğine göre otobüs bu uzaklığı 5 satte aldığına göre 80 x 4 = 320 km iki kent arası 320 : 5= 64 km ortalama hızla gitmektedir
__________________

HAREKET VE KUVVET

Hareket, fizikte mekanik konusu içerisinde yer alır mekanik ile nesnelerin hareketi ve durgun kalma özellikleri açıklanmaya çalışılır Böylece evrendeki gezegen ve yıldızların hareketleri açıklanabilir, bina, köprü, gökdelen gibi binalar inşa edilebilir, uçak, gemi ve denizaltı gibi araçlar yapılabilir Kısaca, dünya ve uzayda var olan veya var olması istenen birçok özellik mekanik konusu ile açıklanabilir
İnsanların en iyi çok ilgilendiği ve günlük yaşamında karşılaştığı fiziksel olaylardan birisi harekettir bu nedenle fizik bilimine genellikle hareket konusu ile başlanır

HAREKET BİLİMİNİN TARİHSEL GELİŞİMİ

Hareket çok eski zamanlardan beri insanların ilgisini çeken bir konu olmakla beraber, sistematiğinin oluşması ancak 1600'lü yıllara denk gelmektedir Bu çağda batı dünyasında ortaya çıkan Galileo ve Newton, hareket biliminin sistematik özelliğinin oluşmasının temelini atmışlardır 19 yüzyılın sonlarına kadar bu bilim adamlarının ortaya attığı fikirler büyük oranda kabul görmüştür Fakat 20 yüzyılda atom ve atom altı parçacıklar üzerinde yapılan çalışmalar ve teknolojideki hızlı gelişim bu bilim adamlarının fikirlerinde bir takım değişiklikler yapılması gerektiğini ortaya koymuştur Kuantum Mekaniği ve Görelilik Teorisi yapılan bu çalışmalar sonrası, mekaniği ve hareketi daha iyi açıklamışlardır

HAREKET VE KUVVET KONUSU İÇİN BAZI TEMEL KAVRAMLAR

Skaler ve Vektörel Büyüklükler
Sadece bir sayı ve bir birim ile belirtilen uzunluk, kütle, zaman gibi büyüklüklere skaler büyüklükler denir 500 metre, 50 m/s, 175 cm, 3 saat gibi büyüklükler skaler büyüklüklerdir
Vektörel büyüklükler ise, bir sayı ve bir birim yanında yönü de olan büyüklüklerdir A'dan B'ye 2 saate gitmek vektörel bir büyüklüğü ifade eder
Uzunluk ve Zaman Birimleri
Hareketi iyi anlayabilmek için ilk olarak temel uzunluk ve zaman ölçülerini bilmek gerekir
Metre uzunluğun temel ölçü birimidir Bir metre, Paris'ten geçen, kuzey kutbu ve ekvator arasındaki boyuna çizgi boyunca ölçülen uzaklığın on milyonda birisidir Bu bir metreyi temsil eden metal çubuk Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu'nda bulunmaktadır
Bir metrenin uzunluğunu belirlemenin bir başka yolu ise, bilimdeki hızlı gelişmelerden birisi olan ışık hızından yararlanmaktır Buna göre 1 metre = Işığın boşlukta 1/299,792,458 saniyede yol aldığı mesafedir

Saniye ise = Sezyum atomunun yayınladığı belli bir dalga boyundaki ışığın, 9192631770 devir yapması için geçen zamandır
Kütle, enerji, zaman, hız, kuvvet ve sıcaklık gibi bir ölçme aracı ile ölçülebilen büyüklükler fiziksel niceliklerdir Bu tür büyüklükler genel olarak iki kısımda incelenir
Bunlar:
1) Skaler Büyüklükler
2) Vektörel Büyüklüklerdir
1) Skaler Büyüklükler

Yalnızca sayılarla ifade edilebilen ve bir birimi olan büyüklüklere denir Skaler büyüklükler, kütle, sıcaklık, güç, zaman, iş vb olarak incelenebilir Örneğin; 3 metre, 5 kilogram, 35 oC, 600 Newton, 220 Volt gibi

2) Vektörel Büyüklükler
Ölçülen büyüklüklerin bazılarındaki sayısal değer ve birim bazen bu veriyi anlamak için yeterli değildir Bu büyüklüğün yönü, şiddeti, başlangıç noktası ve doğrultusu da önem kazanır Örneğin; "Araba Ankara'dan İstanbul'a doğru saatte 90 km/sa hızla hareket ediyor" cümlesinde aracın yönü, doğrultusu ve hızı gibi kavramlar bilinmesi gereken değerlerdir

Vektörel büyüklük; şiddeti, yönü, doğrultusu ve başlangıç noktası belirlenebilen büyüklüklerdir Yani yönlendirilmiş doğru parçalarına vetör denir Vektörel büyüklükleri simgesi üzerine ok işareti konularak skaler büyüklüklerden ayırt edilmektedir

KUVVET

Günlük yaşantımızda yapılan her işte kuvvet kullanırız Öğrencinin kitaplarını taşıması, evin kapısının kapatılması, deredeki suyun akması, bir uçağın havalanması kuvvet gerektiren bazı olaylardır Bu nedenle yaşantımızda kuvvet olmadan bir iş yapmamız mümkün değildir Kainattaki bütün itme ve çekme olaylarının temelinde kuvvet vardır

Kuvvet, bir cisme temas ederek olabileceği gibi temas etmeden de meydana gelebilir Dünya ve güneşin birbirlerini, mıknatısların diğer maddeleri çekmesi ve elektro manyetik çekim temas gerektirmeyen kuvvete örnek verilebilir O halde kuvvet; fiziksel, kimyasal ve biyolojik sistemlerin temel özelliğini oluşturan en önemli kavramlardan bir tanesidir
Duran bir cismi harekete geçiren, hareket halindeki bir cismi durduran, cismin yön ve doğrultusunu değiştiren veya cisimlerin biçimlerinde değişiklik yapan etkiye kuvvet denir

Kuvvetin Cisimlerin Hareketlerindeki Etkileri

1) Kuvvet etki ettiği cisimlere hareket kazandırabilir
2) Kuvvet cisimlerin hızlarını değiştirebilir
3) Kuvvet hareket eden cisimlerin yönünü değiştirebilir
4) Kuvvet cisimlerde şekil değişikliğine sebep olabilir
5) Kuvvetlerin cisimler üzerinde döndürme etkileri bulunur

Kuvvetlerin Bileşkesi

Her hangi bir cisme birden fazla kuvvet uygulandığında, cisme tek bir kuvvet uygulanıyormuş gibi olur Burada bir nesneye etkiyen birden fazla kuvvetin etkisi söz konusudur ile gösterilir
Örneğin bir kişinin A noktasından B noktasına taşıdığı bir yükü taşımak için bir başka kişi yardım ederse bileşke kuvvet artacağından taşıma süresi kısalacaktır Veya bir cisme doğu yönünde 10 Newton kuvvet uygulanırken, bu kuvvete zıt yönde 15 Newton kuvvet uygulandığında cisim ters yönde hareket edecektir Bu özellikler kuvvetin bileşke kuvveti olarak bilinmektedir
Aynı Yönlü Kuvvetlerin Bileşkesi
Bir cisme aynı yön ve aynı doğru boyunca etkiyen iki ve daha fazla kuvvetin birleşmesi ile bu kuvvetlerin bileşke kuvveti ortaya çıkar Bileşkenin şiddeti, kuvvetlerin toplam şiddetine eşittir

Şekildeki M kütlesine etkiyen F1 ve F2 kuvvetlerinin toplamı bileşke kuvveti verir

FB = F1 + F2

Örneğin, M kütlesine 15 Newton ve 25 Newtonluk iki kuvvet aynı yönde etkilediğinde bileşke kuvvet;
FB = F1 + F2 ise FB = 15 + 25 = 40 Newton olur
Zıt Yönlü Kuvvetlerin Bileşkesi
Bir cisme aynı doğrultuda fakat ters yönlerde etkiyen iki kuvvetin bileşkesi, şiddeti büyük olan kuvvet yönündedir Bileşke şiddeti ise, kuvvetlerin şiddetinin farkına eşit olur Ters yönlü kuvvetler eşit şiddete olursa bileşke kuvvet sıfır olur

FB = F1 - F2

Yukarıdaki M cismine etkiyen iki farklı kuvvet zıt yönlü olduklarından, cismin hareket yönü şiddeti büyük olan kuvvet yönünde olacaktır
Örneğin; F1 25 Newton iken F2 30 Newton olduğunda bileşke kuvvet;
FB = F1 - F2 ise FB = 30 - 25 = 5 Newton olur Bu cismin hareket yönü F2 kuvveti yönündedir
Kesişen Kuvvetlerin Bileşkesi
İki veya daha fazla kesişen kuvvetin etkisinde olan bir cisim, kuvvetlerin arasında yer alan bir doğrultuda hareket eder Kesişen kuvvetlerin bileşkesi bulunurken, vektörlerin ucundan diğer vektöre paralel çizgiler çizilerek ortaya çıkan paralel kenarın başlangıç noktasından iki vektörün birleştikleri vektör birleşik vektördür

Aynı noktaya etkiyen kuvvetlerin bileşkesini bulmak için iki farklı yöntem vardır Bunlar uç uca ekleme ve paralel kenar metodudur

1) Uç Uca Ekleme Metodu
Uç uca ekleme metodunda kuvvetler, yön, doğrultu ve şiddetinde değişiklik yapılmadan ve sıralarına dikkat edilmeksizin uç uca eklenerek birleştirilirler Yani ilk kuvvetin başlangıç noktası ile son kuvvetin bitiş noktası birleştirilerek toplam kuvvet bulunur
Örneğin aşağıda verile iki kuvveti uç uca ekleme yöntemi ile birleştirecek olursak:

şekilde verilen kuvvetlerin bileşkesini bulmak için aşağıdaki gibi uç uca ekleme yapılarak bileşke kuvvet bulunur

2) Paralel Kenar Metodu
Kuvvetlerin başlangıç noktası bir noktadan referans kabul edilerek başlanır Ortaya çıkan şekil paralel kenara olacak şekilde birleştirilir Bu kuvvetlerin izdüşümleri alınarak başlangıç noktasından geçen köşegen uzunluğu bileşke kuvveti verir
Örneğin aşağıda verilen iki kuvvetin bileşkesini paralel kenar yöntemine göre bulacak olursa;

Bu iki kuvvetin başlangıç noktalarını birleştirerek bileşke kuvveti bulabiliriz

KUVVETİN HAREKETE ETKİLERİ

KONUM VE YER DEĞİŞTİRME

Bir cismin konumu, başlangıç olarak seçilen sabit bir noktaya göre alınır Bu başlangıç noktasından cismin şu anda bulunduğu yere çizilen vektöre ise konum vektörü denir
Cismin ilk bulunduğu noktadan bilinen başka bir noktaya ulaşmak için aldığı yola yer değiştirme denir Cismin son bulunduğu noktadan ilk bulunduğu nokta çıkarılarak yer değiştirme miktarı bulunur

Yukarıdaki şekilde de görüldüğü gibi yer değiştirme, kat edilen mesafeden farklıdır a noktasından hareket eden bir nesne b noktasına ulaşmak için doğrusal bir hareket yapmasa da yer değiştirmesi bir vektör oluşturacak biçimde doğrusaldır Burada yer değiştirmenin kat edilen mesafeden bağımsız olduğu görülmektedir Kat edilen mesafe 500 metre , yer değiştirme ise 200 metre olabilir

SÜRAT
Sürat =Alınan yol / Geçen zaman (Sürat = x/t) formülünden hareket edersek, bir nesnenin bir noktadan bir başka noktaya hareket etmesi sonucundaki yer değiştirmesinin, bu esnada geçen zamana bölümü sürati verir
Örnek: Yavuz 500 metreyi 250 saniyede gittiğine göre Ali'nin sürati nedir?
Çözüm: Eldeki verilerden yararlanarak sürati bulmak için, Yavuz'un aldığı yolun geçen süreye bölünmesi gerekir Yani
Sürat = 500 (m)/250 (s) ise Sürat = 2 m/s'dir Buradan çıkarılabilecek sonuç ise, Yavuz'un saniyede 2 metre yürüyerek 250 saniye yol gitmiştir
Yukarıdaki örnekte kısa mesafeler için kullanılan metre/saniye birimi kullanılmıştır Ama daha uzun mesafeler ve zaman için kilometre/saat birimi kullanılmaktadır
Süratle hız kavramları günlük hayatta birbiri yerine kullanılmasına rağmen fizikte birbirlerinden farklı kavramlardır Süratte gidiş yönü veya yer değiştirme noktaları belli değildir Hız ise bu bilgileri kapsayan bir kavramdır Sürat skaler bir büyüklük iken hız vektörel bir büyüklüğü ifade eder

ORTALAMA HIZ

Hızın bir vektör olduğu bilindiğinden, ortalama hız, bir nesnenin başlangıç noktasından bitiş noktasına kadar yer değiştirmesinin zamana bölümü ile bulunur Cisimler yer değiştirirken belirli bir süre geçer Bu nedenle birim zamanda yapılan yer değiştirmeye hız denir Formül olarak ifade edecek olursak;
Hız = Yer değiştirme / Geçen süre

Hız bir vektörel büyüklük olduğundan bir yönü vardır Hızın SI'deki birimlerini tablo halinde gösterecek olursak;
ZamanYer değiştirmeHızSemboltxVBirimsaniyemetremetre/saniyeBirimin kısa yazımısmm/s

Sabit Hızlı Hareket
Bir doğru boyunca, eşit zaman aralıklarında eşit miktarda yer değiştiren cisim sabit hızlıdır Böyle bir cismin hareketine sabit hızlı hareket veya düzgün doğrusal hareket denir

Örnek; Bir cisim doğrusal bir yolun 2/3'ünü saatte 20 m/s'lik hızla 20 saniyede giderken yolun diğer kısmını da 20 saniyede gidiyor Yolun ikinci kısmında cismin hızı nedir? Cismin hız zaman grafiğini çiziniz

İlk olarak cismin ilk 20 saniyedeki aldığı yolu bulmak gerekir
Dx = VDt ise 2020 = 400 metredir Yolun 2/3'si 400 metre olduğuna göre 1/3'ü 200 metredir Cisim bu yolu da 20 m/s'de aldığına göre hızı;
V = Dx/Dt ise 200/20 = 10 m/s olur Bu verilere göre hız zaman grafiğini şu şekilde gösterebiliriz:

Yukarıdaki şekilde cisim 0-20 saniye aralığında 20 m/s hızla, 21-40 saniye alalığında ise 10 m/s hızla sabit şekilde hareket ettiğinden hız zaman grafiği bu şekilde oluşmuştur

Süleyman YAMAN

Okuma Parçası
Newton



Galile öldü; Newton doğdu Bu iki dehanın aralarında ortalama bir yaşam süresi var; ama onlar arasında bu rastlantının ötesinde bağlantılar vardır Her şeyden önce Newton’un kendi çalışmalarına Galileo’nun bıraktığı noktadan başladığını, yani bu ikisinin arasında bir geçiş aşaması oluşturan üçüncü bir kişinin bulunmadığını biliyoruz
Newton, dünyaya yaklaşık olarak iki ya da üç yüz yılda bir geldiğini söyleyebileceğimiz ender görülen türde bir bilim adamıdır Üstelik bu özelliği yaşamının çok erken bir aşamasında kendini belli etmiştir Son zamanlarda fizik çevrelerinde Newton’un başarısının gereğinden fazla abartılmış olduğunu düşünme yolunda bir eğilim ortaya çıkmıştır

Çağdaş fizikçilerin büyük bir bölümü bugün Newton’un buluşlarının gerçekte sanıldığı kadar büyük bir önem taşımadığını, fizik alanında Newton’a gelene dek erişilmiş olan düzey göz önüne alındığında Newton olmasa da çağdaşlarından herhangi birinin bu buluşları gerçekleştirmiş olacağını ileri sürmektedirler
Buna karşılık Newton’u, çağdaşlarından ayıran bir özellik O'nun yanıtlara çok kısa bir süre içinde erişmiş olmasıdır (Her ne kadar bunu açıklaması için aradan yirmi yıl geçmesi gerektiyse de yanıtların hemen hemen tümünü daha 21 yaşındayken biliyordu)
Copernicus, Kepler ve özellikle Gallileo’nun, bilimin henüz varlığını sürdürebilme yolunda savaş vermek zorunda olduğu bir çağda yaşamış olmalarına karşılık, Newton bu savaşın artık kazınılmış bulunduğu bir dünyaya gelmişti ve bu yüzden de kendisinden öncekilere kıyasla daha şanslıydı

Diğer yandan bazı yönlerden olumsuz olarak tanımlanabilecek bir kişiliğe sahip olduğu da söylenebilir Örneğin kuruluşundan bu yana Kraliyet Bilim Derneği’nden istifa eden çok az sayıdaki bilim adamından biri olan Newton’un bunu yapmasının nedeni diğer üyelerin kimi zaman onun görüşlerine katılmaması ve hatta bunların aksini ileri sürmeye kalkışmalarıydı (Buna karşılık yaşamının daha sonraki bir evresinde "yuvaya dönmeye" razı edilmiş ve son yirmi beş yılını derneğin başkanı olarak geçirmiştir
Newton, çalışmalarını kimsenin yardımına başvurmaksızın tek başına yürütmeyi seçen bilim adamlarından biriydi Buluşlarının en önemlilerini Londra’da veba salgınının baş göstermesi üzerine 1665 yılında buradan kaçarak sığındığı doğum yeri olan Lincolnshire’daki Woolsthorpe Kasabası'nda kaldığı süre içinde gerçekleştirmişti
Küçük bir çiftçi olan babası kendi doğumnudan kısa bir süre önce ölmüş olduğu için Woollsthorpe’da ve daha sonra girdiği Cambridge Üniversitesi’ndeki tüm harcamalarını amcası karşılamıştı Cambridge’deki öğrenciliği boyunca önemli sayılabilecek bir başarı elde etmediyse de tanınmış bir matematikçi olan Profesör Barrow ile yakın bir dostluk kurmuş ve bunun etkisiyle matematiğe yönelmişti
Newton’un gençlik yıllarına rastlayan 17 yüzyıl başları, matematik bilimin son biçimi almaya başladığı dönemdi Bugün de kullanmakta olduğumuz matematiksel simgeler, diferansiyel hesabın ilk aşamaları, matematiksel dizilere ilişkin hesaplar, Descartes'in bulduğu koordinatlar geometrisi ve diğer temel geometrik kavramlar bu dönemde ortaya çıkmıştı

Uygulama yönünden bunlardan daha da önemlisi sıradan çarpım işleminin yanı sıra trigonometriye de büyük ölçüde hizmet eden logaritmaların bulunmuş olmasıydı Bu gelişmeyi, çağımızda bilgisayarın ortaya çıkmasına benzetebiliriz, çünkü bu sayede astronomi hesaplarının çok daha kolay biçimde ve kısa sürede yapılabilmesi olanağı doğmuştu
Bugün Newton'un sorularını inceleyecek olursak, bilmediklerinin de bildikleri kadar önemli olduğunu hemen görürüz Newton'un zihninin nasıl çalıştığını ve bunun kendisini nereye götürdüğünü anlamak için buraya Opticks'in sorularından bazılarına yer vermek gerekiyor:

• Işıkla ilgili bir soruyla başlıyor Newton:
  
• Yolu üzerinde bulunan cisimler, ışığı etkileyerek ışınların eğrilmesine neden olmazlar mı?
• Birbirinden farklı biçimde kırılan ışınların esnekliği de farklı değil midir?
• Cisimlerin kenarlarından ve yanlarından geçen ışınlar, bir yılanbalığının hareketlerini andırır biçimde öne ve arkaya doğru birkaç kez kıvrılmazlar mı?"
• Işık ve yolu üzerinde bulunan cisimler karşılıklı olarak birbirlerini etkilemezler mi?
• Cisimlerin ışığı kırması ve yansıtması gibi ışık da onların ısınmasını ve bu yolla bir tür titreşim yapmalarını sağlamaz mı? Ve bu titreşim ısı dediğimiz şey değil midir?"
• Siyah renkli cisimler, diğerlerine kıyasla ışığın ısısını daha fazla soğurmaz mı? Ve bunun nedeni bu cisimlere çarpan ışınların geri yansıtılmayıp tam tersine içeri sızması ve sonunda yok olana dek içerde yansımayı ve dağılmayı sürdürmeleri değil midir?
• Işık ile kükürt içeren maddeler arasındaki etkileşimin çok güçlü oluşundan dolayı bu maddeler, diğerlerine kıyasla daha çabuk ateş almazlar ve daha şiddetli biçimde yanmazlar mı?"

Bunu izleyen sorularda ışık yayımının çeşitli biçimleri ele alınmaktadır O zamanlar insanlar, doğal olarak hala ateşin özelliklerini araştırmaktaydılar; ama ilerde bu konuya ilişkin soruları yanıtlayacak olan kimya bilimi, fiziği oldukça geriden izliyordu
Ateş ve ısı konularıyla ilgilenenler arasında kimi zaman beklenmedik isimlere rastlayabilirsiniz Örneğin ünlü Fransız yazarı Voltaire, çeşitli cisimleri büyük bir dikkatle ısıtıp tartarak bunların ısılarının soğuk ya da sıcak oluşlarına göre değişmediğini ve dolaysıyla da ısının cisimlerin içinde oluşan bir tür madde olmadığını saptamış ve bu konuda uzun bir makale yazmıştı

Newton’un çalışmalarının ışık ve ısı etkileşimiyle ilgili bir yanı da şu soruda ifade edilmektedir: Büyük, katı ve sabit cisimler sıcaklıklarını en uzun süre koruyanlar değil midir ve sıcaklığı belli bir derecenin üzerine çıkarıldığı zaman böyle bir cisim bu yüksek sıcaklığın kendi içinde yansıması ve dağılması nedeniyle ışık yaymaya başlayıp, böylece daha da çok ısınmaz ve sıcaklığı güneyinki gibi olana kadar da ısınmayı sürdürmez mi?
Newton burada, maddelerin belli bir dereceye kadar ısıtılması durumunda ışık yaymaya başlayacaklarını ve bu noktadan sonra kendi kendilerini otomatik olarak ısıtmayı sürdüreceklerini anlatmaktadır Bundan sonra ışığın ağtabaka üzerindeki etkilerine değinen ve böylelikle fizyolojik optik alanına giren Newton’un sorularını şöyle sürdürdüğünü görüyoruz:

"Seslerin uyumu ya da uyumsuzluğunun havadaki titreşimlerin özelliklerinden kaynaklanması gibi renklerin gösterdiği uyum ya da uyumsuzluklar da buna benzer biçimde optik sinirler tarafından beyine iletilen titreşimlerin niteliğine bağlı değil midir?"
Aslında bu görüş çoğu kimseye akla yakın gelmiş olacak ki bu yönde çeşitli araştırmaların yapıldığını biliyoruz; ama sonunda bunun doğru olmadığı ortaya çıkacaktı Bundan sonra Dalga Kuramı'nı ele alan Newton, ışığın çeşitli ortamlardaki yolculuğuna ilişkin düşüncelerini şu soruda dile getirmektedir:

"Işığın kırınımı, eter ortamının farklı yerindeki farklı yoğunlukların sonucu değil midir ve ışık her zaman bu ortamın daha yoğun bölümlerinden geri dönmez mi? Su, cam, kristal, değerli taşlar ve buna benzer diğer maddelerin içindeki eter havanın ve diğer maddelerin olmadığı geniş boşluklarda daha yoğun olarak bulunmaz mı?"

Burada Newton, ışığın maddenin değil, eterin yokluğundan etkilendiğini ve maddenin içinde bulunan eterin boşluğu dolduran eter kadar yoğun olmadığını, buna bağlı olarak da ışığın katı ortamlarda daha hızlı hareket ettiğini ileri sürmektedir 19 yüzyılda ışığın su ve katı maddeler içinde eriştiği hızların saptanması ile bu soru da yanıtlanmıştır
Newton, Opticks’de kas hareketlerinin özellikleri üzerinde de durmaktadır (Aslına bakılırsa fizik ve biyofizik alanlarına girip de şu ya da bu biçimde Newton’un eserlerinde ele alınmayan bir konu bulmak neredeyse olanaksızdır) Örneğin maddelerin birbirini tutma ya da birbirine yapışma eğilimine değinen Newton, bu konuda şöyle der:
Herhangi bir maddenin çeşitli bölümlerinin yapışma, sürtünme ya da aşınmasından doğan direnç, maddenin daha küçük parçalara bölünmesiyle zayıflatılabilir Diğer yandan bu direncinin "vis inertiae" den kaynaklanan bölümü, maddenin yoğunluğu ile orantılı olduğundan bu yoğunluğun azaltılması dışında herhangi bir yolla zayıflatılması söz konusu değildir

Bu garip ama gerçek olgunun nedeni, çok yüksek yönsel hızlardaki hareketlerle bağlantılı olarak ancak son zamanlarda anlaşılabilmiştir Herhangi bir hareketin yönsel hızı çok yüksek değilse gösterdiği davranış ortamın özellikleri (Young modulus’u ya da diğer bir özellik) tarafından belirlenir Buna karşılık yüksek yönsel hızlarda belirleyici etken yoğunluktur

Örneğin çok güçlü bir patlamanın yol açtığı yüksek hızdaki bir şok dalgasının içerdiği ince ve gevşek durumdaki tozun hareketi, önüne çıkan kağıt mendil kadar ince bir engel tarafından 90 derecelik bir açıyla yolundan saptırılabilir
Soruları kimya ile bağlantılı olarak sürdüren Newton, en sonunda atomun tanımlanması sorununa gelmektedir: Cisimlerin en küçük parçalarının sahip oldukları ve onların davranışlarını yöneten bir takım özellikler yok mudur?

Bütün bunları göz önüne aldığım zaman bana öyle geliyor ki Tanrı başlangıçta maddeyi bölünemez, katı ve hareketli parçacıklardan yaratmıştır ve yaratılışın ilk aşamasında ortaya çıkan bu parçacıklar daha sonra onlardan oluşan tüm cisimlere kıyasla o denli daha çok katıdır ki onlar gibi aşınmaları ya da parçalanmaları sonsuza dek olanaksızdır
Parçacıklar kendileri değişebilselerdi Dünya yüzündeki her şeyin doğası ya da sahip oldukları özelliklerin de aynı biçimde değişmesi gerekirdi Bu durumda parçacıklardan oluşan her şey gibi su ve toprak da başlangıçtaki özelliklerini koruyamazlardı
Doğanın değişmez ve sonsuz olması için de maddesel varlıklarda meydana gelebilecek değişmeler ancak bu parçacıkların farklı biçimlerde birbirlerinden ayrılmaları, hareket etmeleri ve tekrar bir araya gelmeleri ile sınırlanmıştır

Parçacıklardan oluşan cisimler de böylelikle parçacıkların kendilerinin bölünmesiyle değil, birbirleriyle temas halinde oldukları noktalarda birbirlerinden koparak ayrılmaları ile bölünürler Newton’un bu sözleri Gassendi’nin atom tanımlaması ile neredeyse aynıdır ve bundan 2000 yıl önce Democritos’un bu konuda söylediklerinden de önemli bir fark göstermemektedir

"Öyle sanıyorum ki parçacıkların bu kuvvetten doğan pasif hareket ilkeleri ile bağlantılı bir vis inertiae’si bulunmasının yanı sıra hareketleri de yerçekimi, maddelerde çürüme ve fermantasyonu sağlayan etkenler ve cisimlerin birbirine yapışması gibi aktif ilkelerden kaynaklanmaktadır Kanımca bunlar doğadışı bir takım özellikler olmayıp tam tersine doğanın genel yasalarının ortaya çıkarttığı ilkelerdir ve bunların nedenlerini bilmesek de kanıtlarını doğal olgularla görmekteyiz
Kaynak: http://wwwmaximumbilgicom/bilim/newtonhtm

Newton'un I Hareket Yasası

Eylemsizlik ilkesi olarak da bilinen bu kural; bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise cisim ya hareketsizdir veya düzgün doğrusal hareket ediyordur biçiminde ifade edilir
Cisimler hareket durumlarını kendi başlarına değiştiremezler duran bir cismin hareket etmesi, hareket halindeki bir cismin durması için cisme dışarıdan bir kuvvetin etki etmesi gereklidir Cisim belli bir hız kazandıktan sonra ona bir kuvvet etki etmezse cismin sabit hızlı hareketi devam eder

Bu kanuna örnek verilecek olursa; bir araç içerisinde gidiyorken araç hızlandığında öne veya arkaya doğru bir sendeleme meydana gelir Veya duran bir araç hareket ettiğinde bir yere tutunulmadığında geriye doğru bir hareket yapılır Arabalarda emniyet kemeri kullanılmasının, araçların ani durmasında veya bir yere çarpmasında içindeki kişilerin öne doğru hareket etmesini engellediği bilinmektedir

Okuma Parçası
Newton'un Eylemsizlik Prensibi

Eğer maddesel bir noktanın yeri mutlak bir koordinat eksenler sistemine göre tarif edilirse ve bu maddesel nokta dışarıdan başka cisimlerin etkisi altında bulunmuyorsa bu nokta ivmesiz olarak hareket edecektir; yani ya yani ya hareketsiz duracak veya bir doğru üzerinde sabit bir hızla hareket edecektir

Newton'un bu ifadesi şöyle açıklanabilir: Bir kuvvetin uygulanmasıyla durumunu değişmeye mecbur edilmediği takdirde, her cisim bulunduğu hareketsiz halinde veya düzgün hareket halinde kalırYani daha açık söylemek gerekirse: Hareketsiz halde duran ya da sabit bir hızla hareket etmekte olan bir cisme, herhangi bir başka kuvvet uygulanmadığı sürece bu durağan halini ya da sabit hızlı halini korur(Otobüs birden durduğunda yolcuların birden öne doğru savrulduklarına dikkat etmişsinizdir Savrulmanın nedeni, yolcuların durma anından önceki sabit hızlı hareketlerini sürdürmeleridir)

Bütün deneylerimiz gösterir ki; nerede ve ne zaman bir ivme meydana gelirse, bu ivme iki sebebin yalnız birinden veya her ikisinden dolayı meydana gelir Bu ivme, kullanılan sistemin mutlak bir eksenler sistemi olmadığından veya başka cisimlerin etkisinden veya her iki sebepten ötürü olabilir Başka bir sebep mümkün değildir
Bu iki sebebin mevcut olmaması halinde, maddesel noktanın ivmesi bulunmayacağı hakikati, bazen her noktanın eylemsizliği vardır sözü ile ifade edilir ve bu sebepten mutlak bir eksenler sistemine eylemsiz sistem denir

Kanunun kendisi, eylemsiz bir sisteminin anlamını genişletmemize imkan verir Dolayısıyla, herhangi bir S1 eksenler sistemi mutlak bir eksenler sistemine göre ivmesiz olarak hareket ediyorsa, bir P maddesel noktasının S1 sistemine göre ivmesi mutlak bir sisteme göre ivmesinin aynı olacaktır; yani S1 de eylemsiz bir sistem olacaktır Böylece birinci kanun doğru ise, yukarıda sözü geçen S sistemi çok büyük bir ihtimalle eylemsiz bir sistemdir

Birinci hareket kanunu, eğer P maddesel noktası başka bir cisim veya cisimlerin etkisi altında kalıyorsa ve bu etkiler birbirini yok etmiyorlarsa, P'nin eylemsiz bir eksenler sistemine göre hareketine ivme verilmiş olacaktır Başka cisimlerin etkisi altında kaldığı zaman P maddesel noktası kuvvet etkisi altındadır denir Birinci kanuna göre, bu takdirde , kuvvet sadece ivme ortaya çıkaran bir şeydir Bu ancak başka cisimler tarafından uygulanır ve ortaya çıkardığı ivme ile ölçülür Biz kuvvetleri verilen bir veya başka başka (fakat belli) maddesel noktalar üzerinde meydana getirdikleri ivmeleriyle karşılaştırabiliriz
Kaynak: http://wwwmaximumbilgicom/bilim/eylemsizlikhtm

İvme (Hız Değişimi)

Cisimlerin hareketleri her zaman sabit hızlı hareket biçiminde olmaz Gidilen yolun durumuna göre bazen hızlanma bazen de yavaşlama olur Eğer cisim gittikçe hızlanıyorsa, hızın değeri zamanla büyürken, yavaşlayan cisimlerde hız küçülür Buna göre, hızlanan cisim bir an öncesinden daha çok yol almaya, yavaşlayan cisim de daha az yol almaya başlar

İvme, hızın birim zamandaki değişim miktarı olarak tanımlanır t1 anındaki hız V1 iken, t2 anındaki hız V2 olan bir cismin ivmesi DV = V2 - V1 ve bu hız değişimi içen geçen süre Dt = t2 - t1'dir Hızın birim zamandaki değişimi yani ivme ise şu şekilde formülleştirilir a = DV / Dt İvmenin birimi ise m/s2'dir

Hızlanan Hareket

Yukarıdaki şekli incelediğimizde, araba ilk 5 saniyede ortalama 5 m/s hızla giderken, 10 saniyeden sonra hızını 10 m/s ye çıkarmış, 15 saniyeden sonra ise hızı 15 m/s olarak belirlenmiştir Bu duruma göre aracın hızlanan hareket yaptığı söylenir

Yukarıda verilen şeklin hız zaman grafiğini çizecek olursak şu şekil ortaya çıkar:

Newton'un III Hareket Yasası (Etki-Tepki Yasası)

Eğer bir cisme herhangi bir büyüklükte bir kuvvet etkirse, cisim de bu kuvvete eşit fakat zıt yönde bir tepki gösterir Burada ortaya çıkan etki-tepki kuvvetlerinin büyüklükleri eşittir fakat yönleri birbirine terstir

Örneğin bir futbol topu şekilde olduğu gibi duvara doğru yönlenmiş olsun Top aşağıdaki şekildeki gibi duvara çarptığında topun duvara uyguladığı kuvvetle aynı büyüklükte fakat zıt yönde bir kuvvet de duvar tarafından topa uygulanır Yani uygulanan kuvvetler;

şeklinde ortaya çıkar

Bütün cisimlerin kütlelerinin birbirlerini çektikleri bilinmektedir Dünya ile Ay bu konuda güzel bir örnektir Dünya, Ay'ı F kuvveti ile çekiyorsa Ay'da Dünyayı aynı büyüklüğe sahip kuvvet ile çekmektedir Aynı şekilde bir masanın üzerindeki bir bilgisayar masaya bir kuvvet uygularken masa da bu kuvvetin ters yönünde bilgisayara aynı büyüklükte bir kuvvet uygulamaktadır Bu bütün cisimler için geçerlidir

Yukarıdaki şekilde bilgisayarın ağırlığı (G=mg) masayı aşağı doğru iterken, masada zıt yönde bir kuvvetle (N=mg) bilgisayarı yukarıya doğru iteler Böylece masa üzerindeki bilgisayar bu iki zıt yönlü kuvvetin etkisi ile dengede kalır

Not: Her etki kendisine eşit büyüklükte fakat zıt yönde bir tepki meydana getirir Etki ile tepki eşit ve ters yönde olmalarına rağmen bileşkeleri sıfır değildir Çünkü bu kuvvetlerin bileşkeleri alınamaz İki kuvvetin bileşkesinin alınabilmesi için aynı noktaya veya aynı cisme etkimeleri gereklidir Yukarıdaki örneklerde de görüldüğü gibi etki ve tepki farklı cisimler üzerinde olduklarından bileşkeleri alınamaz

SÜRTÜNME KUVVETİ

Bir cismi farklı yüzeylerde hareket ettirmenin, cismin hareketinde değişiklikler yaptığını günlük yaşantımızdan bilmekteyiz Pürüzlü, kaygan veya cilalı yüzeylerde aynı cismin hareketi farklı farklı olmaktadır Cam üzerinde bir cisim daha kolay hareket ederken tahta üzerinde hareket etmesi daha zordur

Cismin hareket ettiği yüzeyin pürüzlü olması, cismin harekete geçmesini zorlaştırırken, düz veya pürüzsüz yüzeylerde aynı cisim daha kolay harekete geçer Bu nedenle halı, tahta, taşlı zemin gibi yüzeylerde cismi harekete geçirmek için gerekli olan kuvvet; cam, asfalt, yağlı zemin gibi yüzeylerdeki aynı cismi hareket ettirmek için gerekli olan kuvvetten daha büyüktür Yani cismin temas ettiği yüzeyin pürüzlüğü arttıkça, cismin harekete geçmesi için gerekli olan kuvvete artmaktadır

Şekilde olduğu gibi iki traktör yolda gitmektedirler Bu traktörlerden bir tanesi asfalt yolda giderken diğer taşlı bir yolda gitmektedir Taşlı yolda giden traktörle düz yolda giden traktörün aynı hızda gitmeleri için taşlı yoldaki traktörün daha fazla kuvvet kullanması gerekmektedir

Bir zemin üzerinde bulunan bir cismi harekete geçirmek için, yüzeyin cisme uygulanan hareketin zıt yönünde oluşan sürtünme kuvvetinden daha büyük bir kuvvete gereksinim vardır Aksi taktirde uygulanan kuvvet cismin sürtünme kuvvetinden daha küçük veya eşitse cisim harekete geçmez
Sabit hızla hareket eden bir cisme etkiyen sürtünme kuvveti ile harekete geçirici kuvvetin bileşkesi sıfırdır Çünkü cismi harekete geçirici kuvvet ile sürtünme kuvveti ters yöndedir

Bu bilgilerden hareketle; cisimler hareket ederken temas ettikleri yüzeylerin sürtünmesinden kaynaklanan ve yer değiştirmeye zıt yönde ortaya çıkan kuvvete sürtünme kuvveti denir

Sürtünme Kuvvetinin Bağlı Olduğu Etkenler

a) Yüzeyin pürüzlü olması

Cismin hareket edeceği yüzeyin pürüzlü olması cismin hareketinde önemlidir Pürüzlü yüzeylerde cisimlerin hareket etmesi için daha büyük kuvvete ihtiyaç vardır
Bütün yüzeylerde mutlaka pürüz vardır Cisimler birbiri üzerinde hareket ederken, yüzeylerindeki girinti ve çıkıntılar birbirinin içerisine girerek cismin hareket etmesini güçleştirirler Cilalı yüzeylerde bu girinti-çıkıntılar daha az olduğundan sürtünme kuvveti de o oranda azdır Bu nedenle pürüzlü yüzeylerin yağlanması ile bu girintiler azaltılarak daha az sürtünme kuvveti uygulaması sağlanabilir

b) Cismin ağırlığı

Bir cismin ağırlığı arttığında cismin ve yüzeyin girinti-çıkıntıları daha fazla birbiri içine gireceğinden sürtünme de artar Yani cismin hareketini engelleyen kuvvetin büyüklüğü de artar Cismin hareket etmesini engelleyen bu kuvveti yenmek için, bu kuvvetten daha büyük bir kuvveti cisme uygulamak gerekir

Sürtünme Kuvvetinin Etkileri

Sürtünme kuvveti, cisimlerin yüzeyde tutunmasına yardım eden bir etkendir Eğer sürtünme kuvveti var olmasaydı birçok yaşamsal faaliyet mümkün olmazdı Yolda yürüyemez, bir yerde oturamaz, yemek yiyemez, yazı yazamaz, araç kullanamazdık Örneklerde de görüldüğü gibi her türlü hayati olayın gerçekleşmesinde sürtünme kuvvetinin etkisi vardır Araba örneğini biraz açacak olursak, yolda hareketine başlayan bir aracın durması sürtünme kuvvetinin etkisi ile oluşmaktadır Bu kuvvet olmasaydı frenler tutmayacağı için araba sürekli hareket ederdi

Buzun sürtünme kuvvetinin toprak veya asfalta göre daha düşük bir sürtünme kuvveti olduğu bilinmektedir Kışın buzlu yollarda araçlar daha fazla kaymakta ve frenlerin etkisi daha az olmaktadır Bu nedenle kışın meydana gelen kazalar, diğer zamanlara göre daha fazla olmaktadır Bu nedenle kışın buzun erimesi için tuz kullanılması (suyun donma sıcaklığını düşürür) veya toprak atılması bu sürtünme kuvvetini artırmak içindir
Sürtünme kuvvetinin hayatımızı kolaylaştıran çok büyük etkilerinin yanında günlük yaşantıda işleri zorlaştırdığı da bilinmektedir Çünkü sürtünme kuvvetini yenerek, cisimleri harekete geçirmek için daha büyük kuvvet kullanılması gerekir Ve büyük yükleri, sürtünme kuvveti nedeni ile kas gücümüzle hareket ettiremeyiz Bundan dolayı çeşitli makineler kullanarak bu yükleri hareket ettiririz

Makineler çalışırken, içerisindeki parçalar birbirine sürtünürler Sürtünen bu parçalar zamanla aşınarak kullanılmaz hale gelirler Makinelerin yıpranmasını engellemek için sürtünme kuvvetini düşürücü önlemler almak gerekir Yani sürtünme kuvvetinin çok büyük yararları olmakla beraber bazı zorlukları da vardır

Sürtünme Kuvvetini Artırmak ve Azaltmanın Yolları

Sürtünme kuvvetinin, bir olayın gerçekleşmesi için yetersiz kaldığı durumlarda alınması gereken tedbirler vardır Bunlardan bazılarını sıralayacak olursak;
a) Kışın araba lastiklerine zincir takılması,
b) Sporcuların ayakkabılarının altına dişler yapılması,
c) İş makinelerinin tekerlerinde dişlerin daha büyük yapılması,
d) Büyük kütlelerin altına tekerlek tipinde cisimlerin konulması,
e) Makinelerin yağlanması,
f) Dik yokuşlarda ulaşımı kolaylaştırmak için önlemler alınması,

SERBEST DÜŞME VE YER ÇEKİMİ

Aynı yüke sahip cisimlerin birbirini ittiği, zıt yüklerin ise birbirini çektiği bilinmektedir Mıknatıslarında aynı kutupları birbirini iterken, zıt kutuplar birbirini çekmektedir Yüklü cisimlerin bu şekilde birbirini etkileme kuvvetlerine elektrik kuvvetleri, mıknatısların etkileşme kuvvetlerine ise magnetik kuvvetler denir Bu kuvvetlerin dışında hayatımızı etkileyen bir diğer kuvvet daha vardır Buna da kütle çekim kuvveti denir

Kütle Çekim Kuvveti

Kütlelerin birbirine karşı çekim kuvvetleri vardır Karşı karşıya gelen iki cisim birbirine çekim kuvveti uygular Her gün baktığımız ayna ile bizim aramızda, yan yana olan iki bina arasında ve dünya ile ay arasında bu kuvvet vardır Büyüklükleri arasında çok fazla fark olmayan cisimler arasındaki kütle çekim kuvveti hissedilemezken, büyük farka sahip kütlelerin birbirine uyguladıkları çekim kuvveti ölçülebilecek düzeydedir Örneğin ayna ile bizim aramızdaki kütle çekim kuvveti çok küçük olmasına rağmen, dünya ile araba arasındaki kütle çekim kuvveti ölçülebilecek seviyededir


OKUMA PARÇASI
Kütle Çekim Kuvveti

Yukarı atılan bir cisim, bir süre sonra döner ve yere düşer Irmaklar hep yukarıdan aşağıya doğru akar Bunun açıklamasını "yerçekimi" olarak yaparız Bu, tüm kütleli nesnelerde, gezegenlerde ve yıldızda varolan bir kuvvettir ve ona "kütle çekimi" diyoruz
Bu çekim, en yoğun cisimleri ve "boşluğu" eşit oranda donatır Ondan korunmanın ya da onu etkilemenin hiçbir yolu yok Uzaklıkla azalır; ama hiçbir şekilde kaybolmaz Atmosferi Yerküre'nin çevresinde tutan kuvvet ya da bizim Evren boşluğuna uçup gitmemizi engelleyen kuvvet, Dünya'nın uyguladığı kütle çekimi kuvvetidir
Bir yapma uyduyu, Dünya yörüngesine yerleştirmek için gerekli hız, saniyede 8 kilometreden (8 km/s) az değildir Dünya'nın çekiminden kurtulmak ve onu temelli terk etmek için saniyede 112 kilometre hız yapmak gerekir Güneş'in kütle çekimi daha büyüktür Çünkü Güneş'in kütlesi, Dünya'nınkinin 400 bin katıdır Güneş'in kütlesel çekimini aşabilmek için saniyede 167 kilometrelik hız gerekir

Kuşkusuz insanoğlu çok eski zamanlarda da kütle çekimini sezmiş ve onu hesaba katmış olmalı İlginçtir, bilinen bu eski kuvvet, çağlar boyu açıklanamamış olarak kaldı Kütle çekimi için bilimsel bir kuram geliştiren ve bunu Evren'i kapsayacak kadar genişleten, büyük İngiliz bilimcisi Sir Isaac Newton (1642-1727) idi
Masa üzerindeki bir kitabı inceleyelim Kitaba herhangi bir etki olmadıkça kitap, masa üzerinde hareketsiz kalır Şimdi, kitabı yatay doğrultuda sürtünme kuvvetini yenecek büyüklükte bir kuvvetle sağa doğru itelim Sürtünme kuvveti kitapla masa arasında varolan bir kuvvettir

Kitaba uygulanan kuvvet, sürtünme kuvvetine eşit ve zıt yönlü ise kitap sabit bir hızla hareket edebilecektir Uygulanan kuvvet sürtünme kuvvetinden büyükse kitap ivmelenir Uygulanan kuvvet ortadan kalkarsa sürtünme kuvvetinin etkisi ile kısa bir süre hareket ettikten sonra durur (negatif ivmelenme sonucu)

Şimdi, kitabın karşıdan karşıya kaygan hale getirilmiş yüzeyde itildiğini düşünelim Kitap, yine duracak fakat önceki durumda olduğu gibi çabucak durmayacaktır Döşemeyi, sürtünmeyi tamamen ortadan kaldıracak kadar cilalar, parlatırsanız kitap, bir defa harekete geçtikten sonra, karşı duvara çarpıncaya kadar aynı hızla hareket edecektir
Galileo, cisimler hareket halinde iken, durmaya ve hızlanmaya direnme (eylemsizlik) tabiatına sahip olduğu sonucuna da varmıştı Bu yeni yaklaşım daha sonra Newton tarafından formülleştirilerek, kendi adıyla anılan Newton'un "Birinci Hareket Yasası" olarak tanımış ve şöyle ifade edilmiştir: "Bir cisme bir dış kuvvet (bileşke kuvvet) etki etmedikçe, cisim durgun ise durgun kalacak, hareketli ise sabit hızla doğrusal hareketine devam edecektir"

Daha basit bir anlatımla, bir cisme etki eden net kuvvet sıfırsa ivmesi de sıfırdır Newton'un birinci yasası, bir cisme etki eden dış kuvvetlerin bileşkesi sıfır olduğu zaman cismin davranışındaki değişmeleri inceler Bir cisim üzerine sıfırdan farklı bir bileşke kuvvet etki ettiği zaman neler olur? Bu sorunun yanıtını Newton'un ikinci yasası verir
Çok düzgün, cilalı, parlatılmış yatay bir yüzey üzerinde, sürtünme kuvvetini önemsemeyerek bir buz kalıbını ittiğinizi düşünün Buz kalıbı üzerinde yatay bir F kuvveti uygularsanız, kalıp "a" ivmesi ile hareket edecektir Kuvveti iki katına çıkarırsanız ivme de iki katına çıkacaktır Bu tür gözlemlerden bir cismin ivmesinin, ona etkiyen bileşke kuvvet ile doğru orantılı olduğu sonucuna varırız

Peki bileşke kuvveti aynı tutarken cismin kütlesini iki katına çıkarırsak ne olur? İvme yarısına düşer; üç katına çıkarılırsa üçte birine düşer Bu gözleme göre, bir cismin ivmesinin kütlesi ile ters orantılıdır Buna göre Newton'un ikinci yasası şöyle anlatılabilir: "Bir cismin ivmesi, ona etki eden kuvvetle doğru orantılı, kütle ile ters orantılıdır"
Elbette ki gezegenler, Kepler Yasalarına göre hareket ediyordu Ama neden gezegenler değişik ve üstelik düzgün bir hızla hareket etmiyordu? Gezegenlerin gökyüzünde hareket etmeleri için onları "iten" bir gücün olması gerektiği düşünülüyordu Ama bu güç neydi? Newton'un yaşadığı dönemde hiç olmazsa birçok insan astrolojiyi ciddiye almıyordu; yani gezegenleri meleklerin itmediği kesindi Newton, Kepler'in formüllerini çıkarmak için kütlesel çekim (gravitasyonal alan) yasasını kullanmıştı

Newton, Galileo'nun sarkaç deneylerini inceledi ve buradan boşlukta serbestçe dolaşan gezegenlere etkiyen bir çekimin bulunması gerektiği sonucuna kolayca vardı Çünkü o, düşünür ve matematikçiydi Gezegenler, eliptik yörüngeler izliyordu Bu yörüngeler üzerinde dolanırken Güneş'e daha yakın oldukları yerlerde hızları artıyor, sonra Güneş'ten uzaklaştıkça hızları azalıyordu
Newton, kuvvet bilinirse, bunu kütle denen büyüklüğe bölünce ivmenin bulunabileceğini varsaymıştır Burada kütle, harekete karşı koymanın bir çeşidi olarak görünür: kütlesi bir başka arabanınkinin iki katı olan çok yüklü bir araba, aynı beygirin etkisi altında birincinin yarısı kadar bir ivme kazanır

Kısacası kütle, hareket edenin eylemsizliğini bildirir ve bu yüzden ona "eylemsizlik kütlesi" adı verilir Buna göre her cismin, olanaklı bütün kuvvetlere karşı gösterebileceği tepkiyi belirleyen özel bir eylemsizliği vardır Bunu saptadıktan sonra geriye kuvvet denen şeyin ne olduğunu anlamak kalıyordu
Newton kuvveti şöyle tanımlıyor: Kuvvet, cisimleri hareketsizlik durumu ya da düzgün hareketi değiştirecek biçimde etkileyen bir eylemdir merkezcil bir kuvvet, cisimleri bir merkeze ya da belli bir noktaya doğru çeker ya da çekilme eğilimi içinde bulunmalarına yol açar

Böylece Dünya, Ay'ı etkilediği zaman ona bir kuvvet uyguluyordu Ay, Dünya'dan ne kadar uzaksa bu kuvvet de o kadar zayıftı Daha kesin olarak söylenirse Newton, uzaklık iki kat olunca, kuvvetin ilk değerinin dörtte birine indiğini varsaydı İki madde birbirlerini kütlelerinin çarpımı ile doğru aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı bir kuvvetle çeker Bunların hepsi çekim sabiti denen evrensel bir sabitle çarpılır
İki elektrik yükü arasındaki kuvvet de aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır ama; bunun kütle ile hiçbir ilgisi yoktur "Evrensel kütle çekimi yasası"nda, kütlenin rolünün birden değiştiğine dikkat edelim Kütlenin bu yeni görevini iyice belirtmek için, ağırlık katsayısı (çekim sabiti) ortaya çıktığında buna "çekim kütlesi" denmesi uygun görüldü O halde Newton'un varsayımı şöyle dile getirilebilir: Çekim kütlesi, eylemsizlik kütlesine eşittir

Bu özelliğin, ister Ay kadar büyük, isterse Ay modülü kadar küçük olsun bir gök cisminin yörüngesinin kütlesinden bağımsız olarak aynı olduğu sonucunu vermesi ilginçtir Newton, kütle çekimi yasasını çok farklı olaylara uyguladı ve onu bilinen Evrenin tümünü kapsayacak şekilde cesaretle yaygınlaştırdı Merkür'ün yaramazlığı dışında bir sorunla karşılaşmadan 200 yıl kendini korudu
Kütle çekim alanlarının temel nitelikleri şöyle sıralanabilir:

• Kütle çekim kuvvetleri Evrenseldir Yani Evrendeki her cisim bu kuvvetlerden etkilenir
• Bir kütle çekim alanı mutlaka çekici kuvvetlere neden olur
• Kütle çekim alanları, uzun erimlidir; yani bir cismin etrafında oluşan çekim alanının etkileri zayıflayarak da olsa çok uzak mesafelere kadar uzanabilir

"Duran iki cisim düşünüldüğünde, bu iki cismin birbirine etki ettirdiği çekim kuvveti; cisimlerin arasındaki uzaklığın karesi ile ters, cisimlerin kütleleri ile doğru orantılıdır" Newton böylece doğanın temel sabitlerinden birini de bulmuştu
Newton, bir matematik sihirbazıydı Çünkü çok uzun süre onun dışında kimse diferansiyel denklemlerin içinden çıkamıyordu Newton'dan 60 - 70 yıl önce, büyük Alman bilim adamı Johannes Kepler (1571-1630), gezegenlerin Güneş çevresindeki hareketlerini yöneten temel yasaları bulmuştu

Tarihçe kısaca şöyledir: Eski bilginler gezegenlerin gökyüzündeki hareketlerini gözlemleyerek onların Dünya ile birlikte Güneş çevresinde döndüğü sonucuna vardılar Bu sonuç daha sonra Copernicus tarafından da bağımsız olarak keşfedildi İnsanlar keşfin daha önce yapıldığını unutmuşlardı Bundan sonra araştırılacak soru şuydu: Güneş çevresinde tam olarak nasıl dönüyorlardı?
Güneş’in merkez olduğu bir çember üzerinde mi, yoksa başka bir eğri boyunca mı? Hızları neydi? Bunların yanıtlanması daha zun zaman aldı Copernicus sonrası dönemler, gezegenlerin gerçekten Dünya’yla birlikte Güneş etrafında mı döndükleri, yoksa Dünya’nın Evren!in merkezinde mi olduğu sorularının tartışıldığı dönemlerdi

Daha sonra Danimarkalı astronom Tycho Brahe (1546-1601), soruyu yanıtlamak için bir yöntem önerdi Eğer gezegenler çok dikkatle gözlenip gökyüzündeki yerleri tam olarak kaydedilirse, teorilerin durumu belki açıklığa kavuşabilirdi Bu, modern bilimin anahtarı ve doğanın gerçekten anlaşılmasının başlangıcı oldu: bir şeyi gözlemek, ayrıntıları kaydetmek ve bu bilgilerin şu veya bu yorumu çıkarmayı sağlayacak ipuçlarını içerdiğini ummak
Zengin bir kişi olan Tycho’nun Kopenhag yakınlarında bir adası vardı Buraya pirinçten yapılmış kocaman daireler yerleştirdi ve özel gözlem yerleri yaptırdı; sonra, geceler boyunca gezegenlerin konumlarını kaydetti İşte ancak bu tür yorucu ve yoğun çalışmalar yoluyla bir şeyler bulunabilir

Toplanan bütün bilgi Kepler’in eline verildi; o da gezegenlerin Güneş etrafında ne türlü bir hareket yaptığını incelemeye koyuldu Bunun için deneme yanılma yöntemini uyguladı Bir ara yanıtı bulduğunu sandı: Gezegenler, Güneş’in merkez olduğu çemberler üzerinde hareket ediyorlardı Ancak daha sonra bir gezegenin, Mars’ın sekiz dakikalık bir yay kadar sapma yaptığını fark etti
Kepler, Tycho Brahe’nin bu ölçüde bir hata yapamayacağını düşünüp, yanıtın doğru olmadığı sonucuna vardı Deneylerin çok dikkatli yapılmış olması nedeniyle başka bir yol deneyerek sonunda üç şey keşfetti İlk olarak, gezegenler Güneş’in odak olduğu elips şeklinde bir yörünge izliyorlardı

Elips bütün ressamların bildiği bir eğridir: basık bir daire Çocuklar da onu iyi bilir; iki ucu tespit edilmiş bir ipe bir halka geçirip halkaya da bir kalem sokulunca elips çizilebileceğini birileri onlara söylemiştir
İkinci olarak, bir gezegenin Güneş çevresindeki yörüngesi bir elipstir; Güneş de odakların birindedir Bundan sonra gelen soru şuydu: Güneş’e yaklaştıkça hızı artıyor, uzaklaştıkça yavaşlıyor mu?

Kepler, bunun da yanıtını buldu Bulduğu yanıt şöyle açıklanabilir: Örneğin üç hafta gibi belirli bir ara içeren iki farklı zamanda gezegenin konumun saptayalım Sonra, yörüngenin başka bir bölümünde, gezegenin yine üç hafta ara ile iki ayrı konumunu saptayalım ve Güneş’le gezegeni birleştiren doğruları çizelim (bilimsel deyimiyle bunlar yarıçap vektörleridir)
Üç hafta ara ile çizilen iki doğru ve yörünge arasında kalan alan, yörüngenin her bölgesi için aynıdır Demek ki, gezegen Güneş’e daha yakın olduğu yerlerde daha hızlı hareket ediyor ve uzaklaştıkça aynı alanı taramak için daha yavaş ilerliyor
Birkaç yıl sonra Kepler, üçüncü bir kural keşfetti Bu kural yalnızca tek bir gezegenin Güneş çevresindeki hareketiyle ilgili değildi; farklı gezegenler arasında da ilişki kuruyordu Bu kurala göre, bir gezegenin Güneş çevresinde tam bir devir yapması için gereken zaman, yörüngenin boyutuna bağlıdır; bu zaman da yörüngenin boyutunun küpünün kare kökü ile orantılıdır Yörüngenin boyutu elipsin en büyük çapıdır
Kepler’in bu üç yasası şu şekilde özetlenebilir: Yörünge bir elipstir; eşit sürelerde eşit alanlar taranır ve bir devir için geçen süre, boyutun üç bölü ikinci kuvvetiyle orantılıdır; yani boyutun küpünün kareköküyle Kepler’in bu üç yasası gezegenlerin Güneş çevresindeki hareketlerini tam olarak belirlemektedir

Bundan sonraki soru şuydu: Gezegenleri Güneş çevresinde hareket ettiren şey nedir? Keplerle aynı dönemde yaşamış bazı kişiler bu soruyu şöyle yanıtlıyorlardı: Melekler kanatlarını çırparak gezegenleri arkadan yörünge boyunca iterler Daha sonra göreceğiniz gibi bu yanıt gerçeğe pek de uzak sayılmaz Tek fark, meleklerin farklı yönlerde oturup kanatlarını içeriye doğru çırpıyor olmalarıdır
Aynı sıralarda Galileo da Dünya’daki sıradan cisimlerin hareket kurallarını inceliyor, bu inceleme sırasında da bazı deneyler yapıyordu Toplar eğik bir düzlemden aşağı doğru nasıl yuvarlanıyor, sarkaçlar nasıl sallanıyordu?Galileo "eylemsizlik ilkesi" denilen önemli bir kural keşfetti
Kural şuydu: Düz bir doğru üzerinde belirli bir hızla hareket eden bir cisim, hiçbir etken olmazsa bu doğru boyunca, aynı hızla, sonsuza kadar gitmeye devam edecektir Bir topu durmamacasına yuvarlamaya çalışmış olan herkes için buna inanmak güç olsa da; bu ideal şartların varlığında, yerdeki sürtünme gibi etkenler olmasa, top gerçekten de düzgün bir hızla sonsuza kadar gidecektir

Daha sonraki gelişme Newton’un şu soruyu tartışması ile başladı: Eğer cisim düz bir doğru boyunca hareket etmiyorsa ne olur? Buna verdiği yanıt da şu oldu: Hızı herhangi bir şekilde değiştirmek için kuvvet uygulamak gerekir Örneğin, bir top hareket ettiği yönde itilirse hızı artar
Eğer gidiş yönü değişmişse kuvvet yandan uygulanması gerekir Kuvvet iki etkinin çarpımı ile ölçülebilirUfak bir zaman aralığında hızının ne kadar değiştiği, "ivme" olarak tanımlanır Bunu cismin kütlesi veya eylemsizlik katsayısı ile çarparsak kuvveti buluruz Bu ise ölçülebilir
Örneğin bir ipin ucuna bağlanmış bir taşı başımızın üzerinde döndürürsek, ipi çekmemiz gerektiğini fark ederiz Nedeni şudur: Taşın hızı sabit olmakla birlikte, bir çember çizerek döndüğü için yönü değişmekte, bu nedenle de taşı sürekli içeriye doğru çekin bir kuvvet gerekmektedir; bu kuvvet de kütle ile orantılıdır

Şimdi iki ayrı taş alıp önce birini sonra diğerini döndürelim ve ikinci taş için gereken kuvveti ölçelim Bu kuvvet, birinciden, kütlelerinin farklılığıyla orantılı olarak daha büyük olacaktır Hızı değiştirmek için gereken kuvveti saptamak, kütleyi ölçmek için bir yöntem oluşturur
Newton, bundan bir başka sonuç çıkardı Onu da basit bir örnekle açıklayalım: Eğer bir gezegen Güneş çevresinde bir çember boyunca gidiyorsa, onun yana doğru, teğet boyunca gitmesi içi kuvvete gerek yoktur Eğer herhangi bir kuvvet olmasaydı başını alır giderdi
Ancak gezegen bunu yapmıyor;kuvvetin olmaması durumunda bir süre sonra gitmiş olacağı ta uzaklarda değil, Güneş’e yakın bir yerde bulunuyor Başka bir deyişle,hızı ve hareketi Güneş’e doğru sapıyor; yani meleklerin, kanatlarını sürekli Güneş’e doğru çarpmaları gerekiyor
Bir gezegenin düz bir doğru boyunca hareket etmesinin bilinen bir nedeni yoktur Nesnelerin sonsuza dek gitmeyi sürdürmelerinin nedeni bulunamamıştır Eylemsizlik Kuramı'nın da bilinen bir kökeni yoktur Melekler gerçek olmasa da hareketin süregittiği bir gerçektir
Ancak,düşme olgusu için kuvvete gereksinim vardır ve kuvvetin kökeninin Güneş’e doğru olduğu da anlaşılmıştır Newton, eşit sürelerde eşit alan taranması kuramının, hızdaki bütün değişmelerin Güneş yönünde olduğu savının doğrudan bir sonucu olduğunu; bunun eliptik yörünge için de geçerli olduğunu göstermeyi başardı

Bu yasayı kullanarak Newton, kuvvetin Güneş yönünde olduğunu ve eğer gezegenlerin periyotlarının Güneş’ten olan uzaklıklarıyla nasıl değiştiği bilinirse, bu kuvvetin uzaklık ile nasıl değiştiğinin de bulunabileceğini gösterdi ve kuvvetin, uzaklığın karesi ile ters orantılı olduğunu saptadı
Buraya kadar Newton, pek bir şey söylemiş sayılmaz; çünkü yalnızca Kepler’in ifade ettiği iki şeyi farklı biçimde dile getirmiş oluyordu birincisi, kuvvetin Güneş yönünde olduğunu söylemekle; ikinci de kuvvetin, uzaklığın karesi ile ters orantılı olduğunu söylemekle aynı şeydi
İnsanlar Jüpiter’in uydularının Jüpiter çevresinde nasıl hareket ettiklerini teleskopla görmüşlerdi bu hareket tıpkı Güneş Sistemi'nde olduğu gibiydi; sanki uydular Jüpiter’e doğru çekiliyorlardı Ay da Dünya’nın çekimindedir; Dünya’nın çevresinde döner ve Dünya’ya doğru çekilir Sanki her şeyin birbirinin çekimi altındaymış gibi görünmesi bir sonraki kuramı; genelleme yapacak olursak her cismin her cismi çektiği yolunda olması sonucunu getirdi

Eğer bu doğru ise, Güneş'in gezegenleri çektiği gibi dünya da Ay’ı kendisine doğru çekiyordu Dünya’nın cisimleri çektiği bilinen bir şeydi (hepimiz havada uçmak istesek de iskemlemizde sık sıkı oturduğumuzu biliyoruz) Yeryüzü'ndeki çekim, yerçekimi olgusu olarak iyi bildiğimiz bir şeydir
Newton, Ay’ı yörüngede tutan çekimin, nesneleri Dünya’ya çeken kuvvetle aynı şey olabileceğini düşündü Daha sonra Newton birçok yeni şey ortaya çıkardı Çekim Yasası'nın ters kare olması durumunda yörüngenin şeklinin ne olacağını hesapladı ve bunu bir elips olarak buldu
Ayrıca birçok farklı olaya da açıklama getirildi Bunlardan biri gel-git olayıydı Gel-git, Dünya ve denizlerin Ay tarafından çekilmesinden kaynaklanıyordu Bu, daha önceleri de düşünülmüştü; ancak ortada bir pürüz vardı: Olay, Ay’ın denizleri çekmesinden kaynaklanıyorsa Ay’ın bulunduğu taraftaki sular yükselecek, o zaman günde ancak bir gel-git olacaktı
Gerçekte ise yaklaşık on iki saatte bir, yani günde iki gel-git olduğunu biliyoruz Farklı bir sonuca varan bir düşünce ekolü daha vardı Buna göre de Dünya, Ay tarafından suyun dışına çekiliyordu Gerçekte ne olup bittiğini ilk fark eden Newton oldu: Ay’ın aynı uzaklıktaki kara ve denizler üzerindeki çekim kuvveti aynıydı

Gerçekte Dünya da Ay gibi bir çember boyunca hareket eder Ay’ın Dünya’ya uyguladığı kuvvet dengelenmiştir; ama dengeleyici nedir? Ay’ın Dünya’nın çekim kuvvetini dengelemek için dairesel bir yörünge üzerinde hareket etmesi gibi, Dünya da dairesel bir yörünge üzerinde hareket etmektedir Bu dairenin merkezi Dünya’nın içinde bir noktadadır ve Ay’ın kuvvetini dengelemek için dairsel bir hareket yapmaktadır
İkisinin de ortak bir merkez etrafında dönmesiyle, Dünya açısından kuvvetler dengelenmiş oluyor; ancak bir yöndeki su öteki yöndekine göre daha çok çekildiği için su iki yanda da kabarıyor Gel-git olayı ve günde iki kez gerçekleşmesinin nedeni böylece açıklanmış oluyordu Bu arada açıklanan daha birçok şey vardı: Dünya, her şey içe doğru çekildiği için yuvarlaktı; kendi ekseni etrafında döndüğü için de yuvarlak değildi Dış bölgeler biraz uzağa itilmişlerdi ve denge oluşuyordu
Bilim ilerleyip daha hassas ölçümler yapıldıkça "Newton Yasası" da daha zorlu sınamalarla karşılaştı Bunlardan ilki Jüpiter'in gezegenleriyle ilgiliydi Uzun süre dikkatle yapılmış gözlemlerle hareketlerinin Newton Yasası'na uyumu saptanabilirdi Ancak sonuç bunun doğuru olmadığını gösteriyordu

Jüpiter’in gezegenleri, Newton Yasası ile hesaplanmış zamana göre, bazen sekiz dakika ileri, bazen sekiz dakika geri olan bir fark oluşturuyorlardı Bu fark Jüpiter’in Dünya’ya yakın olduğu zamanlarda ileri, uzak olduğu zamanlarda ise geriye doğruydu Bu tuhaf bir durumdu
Yerçekimi yasasına güveni tam olan Danimarkalı astronom Roemer (1644-1710), bu durumda ışığın Jüpiter’in gezegenlerinden Dünya’ya gelmesinin zaman aldığı gibi ilginç bir sonuç çıkardı Ayrıca bu gezegenlere baktığımız zaman gördüğümüz şey onların o andaki durumu değil, ışığın bize gelmesi için geçen zamandan önceki durumuydu
Jüpiter bize yakın olduğunda ışık daha kısa sürede, uzak olduğunda ise daha uzun sürede geliyordu Bu neden Roemer’in gözlemleri zaman farkı yönünden şu kadar erken, bu kadar geç olmalarına göre düzeltilmesi gerekiyordu Bu yolla ışığın hızını ölçmeyi başarmış, ışığın bir anda yayılan bir şey olmadığını da ilk kez göstermiş oldu
Eğer bir yasa doğru ise başka bir yasanın bulunmasına da yol açabilir Eğer bir yasaya güveniyorsak, ona ters bir şeyin ortaya çıkması bizi başka bir olguya doğru yöneltir Yerçekimi yasasını bilmeseydik Jüpiter’in gezegenlerinden ne bekleyeceğimizi de bilemezdik; ışığın hızını ölçmek ise çok daha sonralara atılmış olurdu

Bu süreç, adeta bir keşifler çağına yol açtı Her yeni keşif, bir yenisine daha yol açan araçları da beraberinde getirir 400 yıldan beri süregelen ve büyük bir hızla sürmele devam edecek olan bu çağ, işte bu şekilde başlamıştır
Daha sonraları ortaya yeni bir sorun çıktı Newton Yasası'na göre gezegenler yalnızca Güneş’in çekiminde değildi; birbirlerini de biraz çekiyorlardı Öyleyse yörüngeleri eliptik olmamalıydı Gerçi bu küçük bir çekimdi; ancak "küçük" olan da önem taşıyabilir ve hareketi etkiler
Jüpiter, Satürn ve Uranüs’ün büyük gezegenler oldukları biliniyordu Her birinin diğerleri üzerindeki çekimi sonucu, yörüngelerinin Kepler’in kusursuz elipslerinden ne ölçüde farklı olduğunu saptayacak hesaplar ve gözlemler yapıldı Sonuçta Jüpiter ve Satürn’ün hesaplamalara uygun hareket ettikleri; Uranüs’ün ise ‘tuhaf’ davrandığı ortaya çıktı

Adams ve Leverrier adındaki iki astronom, birbirinden bağımsız olarak yaptıkları çalışmalar sonucunda neredeyse aynı anda, Uranüs’ün hareketlerinin görünmeyen bir gezegenden etkilendiğini iler sürdüler Her biri kendi gözlemevine "teleskopunuzu çevirin ve orayı gözleyin yeni bir gezgen göreceksiniz" şeklinde birer mektup yolladılar
Gözlemevlerinden birinin tepkisi "Saçma! Eline kalem kağıt alıp oturan biri, bize gezegen bulmak için nereye bakacağımızı söylüyor" şeklindeydi Diğer gözlemevinin yöntemi farklıydı ve Neptün’ü buldu

20 yy’ın başlarında Merkür’ün hareketinin tam da "doğru" olmadığı anlaşıldı Einstein, Newton Yasalarının biraz hatalı olduğunu ve değiştirilmeleri gerektiğini gösterinceye dek bu durum hayli sıkıntıya yol açtı Şimdi de bu yasanın kapsamının genişliği sorusu ortaya çıkıyor
Yasa, Güneş Sistemi dışında da geçerli midir? Galaksimizi bir arada tutan şey, yıldızlar arasındaki çekim kuvvetidir Dünya'dan Güneş'e olan uzaklık sekiz ışık dakikası olduğu halde, galaksilerin uzunlukları 50000-100000 ışık yılıdır Ancak çekim kuvvetinin bu büyük yıldız yığınlarında, bu ölçekteki uzaklıklarda bile geçerli olduğundan kuşkulanmak için bir neden yoktur
Çekim kuvvetinin varolduğunu doğrudan kanıtlayabileceğimiz uzaklık bu kadar; yani Evren'in büyüklüğünün onda biri veya yüzde biri kadar uzaklıktır Buna göre, gazetelerde bir şeylerin Dünya'nın çekim kuvveti dışına çıktığına ilişkin haberler okusanız da, Dünya'daki yerçekiminin kesin bir sonu yoktur

Bu yerçekimi, uzaklığın karesi ile ters orantılı olarak giderek zayıflar; uzaklık iki katın çıkınca o da dört kat zayıflar ve böylece diğer yıldızların güçlü alanlarının karmaşasında kaybolur Çevresindeki yıldızlarla birlikte başka yıldızları çekerek galaksi oluşturur; bu galaksi de diğer galaksileri çekip bir galaksiler kümesi oluşturur Böylece Dünya'nın çekim alanı hiç bitmez; ancak belirli ve düzenli bir şekilde zayıflayarak belki de Evren'in sınırlarına kadar gider

Çekim Yasası, diğer yasaların çoğundan farklıdır Evren'in ekonomisi ve mekanizması için çok önemli olduğu açıktır ve Evren yönünden birçok pratik uygulaması da vardır Ancak, diğer fizik yasalarından farklı tipik bir özelliğe sahiptir: bilinmesi pek az pratik yarar sağlar
Bir galaksiyi oluşturan birçok yıldız değil, sadece gazdır Belki de her şeyi başlatan, bir şok dalgası olmuştur Bundan sonraki olaylar, çekim kuvvetinin etkisiyle gazın gittikçe sıklaşarak toplanması, büyük gaz ve toz yığınlarının ve topların oluşmasıdır Bunlar içeriye doğru düşerken, düşmenin yol açtığı ısıyla yanar ve yıldız haline gelirler
Böylece yıldızlar, çekim etkisiyle gazın sıkışıp bir araya gelmesiyle ortaya çıkıyorlar Yıldızlar bazen patladıklarında toz ve gaz püskürtür, bu toz ve gazlar tekrar bir araya toplanıp yeni yıldızlar yaratırlar
(Kaynak) http://wwwmaximumbilgicom/bilim/kutleselcekimhtm