5.3: Newton'un Birinci Yasası: Giriş

Hareket dikkatimizi çeker. Hareket kendisi güzel olabilir, bizi büyüleyerek, suyun dışına fırlayan bir yunus, bir kuşun uçuşu veya bir uyduyun yörüngesi gibi muhteşem manzaralar yaratmak için gereken güçlere hayranlık duymamıza neden olabilir. Hareketin incelenmesine kinematik denir, ancak kinematik sadece nesnelerin nasıl hareket ettiğini - hızlarını ve ivmelerini - açıklar. Dinamik, hareket halindeki nesnelerin ve sistemlerin hareketini etkileyen kuvvetleri ele alır. Newton'un hareket yasaları dinamiğin temelini oluşturur. Bu yasalar doğanın işlediği prensiplerin genişliğini ve basitliğini örnekler. Ayrıca evrensel yasalardır, yani Dünya'daki ve uzaydaki benzer durumlara da uygulanır. Isaac Newton'ın (1642-1727 AD) hareket yasaları, onu efsanevi kılan devasa çalışmasının sadece bir yönüydü. Newton'un yasalarının gelişimi, Rönesans döneminden modern döneme geçişi işaret ediyordu. Bu geçiş, fiziksel evren hakkında düşünme şeklimizde devrim niteliğinde bir değişikliğe işaret etmekteydi. Yüzyıllar boyunca, doğa filozofları evrenin doğasını, temel olarak bazı mantık kurallarına dayanarak tartışmışlardır ve önceki klasik filozoflar, özellikle Aristoteles'in (MÖ 384-322) düşüncelerine büyük bir ağırlık vermişlerdir. Bu değişime katkıda bulunan birçok büyük düşünür arasında Newton ve Galileo bulunmaktadır.

Galileo (1564-1642 AD), şimdi Newton'un ilk hareket yasası olarak adlandırılan oluşumun ortaya çıkmasına katkıda bulunmuştur. Newton, öncülerinin çalışmalarını kullanarak hareket yasalarını geliştirmiş, yerçekimi yasasını keşfetmiş, kalkülüsü icat etmiş ve ışık ve renk teorilerine büyük katkılarda bulunmuştur. Şaşırtıcı bir şekilde, bu gelişmelerin birçoğu Newton'un günümüzde bilim insanları arasında gerçekleşen akran etkileşiminin faydası olmadan tek başına çalışırken yapılmıştır.

Newton'un birinci hareket yasası, bir cismin, dinlenmekte veya hareket etmekte (sabit hızla hareket ederek) olduğu durumu koruyacağını, ancak dış bir kuvvetin uygulanmadıkça bu durumun değişmeyeceğini önermektedir. "Sabit hız" ifadesine dikkat edin; bu, hız vektörünün büyüklüğünün ve yönünün değişmemesi nedeniyle cismin düz bir çizgi boyunca yoluna devam ettiği anlamına gelir. Newton'un birinci yasası, herhangi bir hız değişikliğinin (büyüklüğü veya yönü değişme) meydana gelmesi için bir neden olması gerektiğini söyler. Bu yasayı hareketin mevcut durumunun korunması olarak düşünebiliriz. Bu genel bir durum olup masa üzerinde kayan bir nesneden, bir yörüngede dönen bir uyduya, kalpten pompalanan kana kadar her şeye uygulanabilir. Deneyler, hızın (sürat veya yön değişikliği) herhangi bir değişiminin dış bir kuvvet tarafından neden olması gerektiğini doğrulamıştır.

Bu metin, Openstax, Üniversite Fiziği Cilt 1, Bölüm 5.2: Newton'un Birinci Kanunu'ndan uyarlanmıştır.

Galileo ve Newton'dan önce, bilim adamları, nesnelerin kendi haline bırakıldıklarında doğal bir şekilde dinlenme eğiliminde olduklarına dair 2000 yıllık bir inanca sahiptiler.

Ayrıca, onları hareket ettirmek için sabit bir kuvvet gereklidir.

Galileo, pürüzsüz çift eğimli düzlemler üzerinde yuvarlanan bronz bir top kullanarak bir düşünce deneyi ile bu fikri çürüttü.

İlk düzlemden aşağı yuvarlanan bir top, ikinci düzlemde aynı yükseklikte koşar.

İkinci düzlem daha küçük bir eğim açısına sahipse, top aynı yüksekliğe ulaşmak için daha uzun bir mesafeye hareket eder.

İkinci düzlem yataysa, top aynı yüksekliğe ulaşmak için sonsuza kadar hareket etmeye devam etmelidir.

Galileo, bir cismi hareket halinde tutmak için kuvvetin gerekli olmadığı sonucuna vardı.

Newton, bu ve diğer gözlemleri, mekanik için temel olan üç hareket yasasında özetledi.

Birinci yasa, net bir dış kuvvet tarafından etki edilmedikçe her nesnenin sabit veya sabit bir hız altında kaldığını belirtir.