5.4: Newton'un Birinci Yasası: Uygulama

Deneyim, bir nesnenin yalnız bırakıldığında hareketsiz kalacağını ve hareket halindeki bir nesnenin bir çaba harcanmadıkça yavaşladığını ve durduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, Newton'un birinci yasası bu gözlemi daha derinlemesine açıklar. Newton'un yasalarının incelenmesi, doğada desenlerin tanınması gibi daha ileri desenlerin keşfedilebileceği bir yaklaşımdır. Birinci hareket yasası fikrini ilk geliştiren Deha Galileo ve onu açıklayan Newton, şu temel soruyu sordular: "Sebep nedir?" Sebep ve sonuç düşüncesine sahip olmak, tipik antik Yunan yaklaşımından temel olarak farklı olduğunu düşündüler. Örneğin, "Bir kaplanın çizgileri neden vardır?" gibi sorulara Aristotelesvari bir şekilde "Bu, canlının doğasında vardır." şeklinde cevap verilirdi. Gözlemlenen bir davranışı ve çevredeki dünyayı birleştirme yeteneği, sebep ve sonuç düşüncesine sahip olmak anlamına gelir.

Deneyimimize aykırı olarak, Newton'un birinci yasası, hızdaki herhangi bir değişimin (büyüklük veya yön değişikliği) gerçekleşmesi için bir sebep olması gerektiğini söyler. Bu sebep, bir ağır dış kuvvettir. Bir masada veya zeminde kayan bir nesne, nesne üzerinde etkilenen sürtünme kuvveti nedeniyle yavaşlar. Sürtünme ortadan kalkarsa, nesne yine de yavaşlar mı? Bir durumun doğru bir şekilde açıklanmasında sebep ve sonuç düşüncesi çok önemlidir. Örneğin, pürüzlü bir yatay bir yüzeyde kayan bir nesnenin ne olduğuna bakalım. Nesne hızla durur. Yüzeyi pudrayla pürüzsüz hale getirirsek, nesne daha uzağa kayar. Yüzeyi yağ ile daha da pürüzsüz hale getirirsek, nesne daha da uzağa kayar. Sürtünmesiz bir yüzeye ve hava direncini göz ardı etmeye yönelik çıkarımlar yaparak, nesnenin sonsuza kadar düz bir çizgide kayabileceğini hayal edebiliriz. Sürtünme bu yavaşlamanın sebebidir (Newton'un birinci yasasına uygundur). Sürtünme ortadan kalkarsa, nesne yavaşlamaz.

Bir nesnenin ölçeğinden bağımsız olarak, molekül veya atomik parçacık olsun, fizikte geçerli ve ilgi çekici iki özellik vardır: yerçekimi ve atalet. Yerçekimi, bir kütlenin başka bir kütleye olan çekimidir, atalet ise bir nesnenin hareketindeki değişimlere direnme yeteneğidir - yani, ivmelenmeye karşı direnmedir. Newton'un birinci yasası sıklıkla atalet (eylemsizlik) yasası olarak adlandırılır.

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

Newton'un birinci yasası, nesnenin hareket durumundaki herhangi bir değişiklik için bir dış kuvvetin gerekli olduğunu belirtir.

Bunu daha iyi anlamak için, hareketsiz bir top düşünün. Üzerine etki eden kuvvetler, büyüklük olarak eşit ve yönü zıt olan yerçekimi ve normal kuvvettir. Bu nedenle, net kuvvet dengelenir.

Bununla birlikte, top bir taraftan yumuşak bir şekilde itilirse, kuvvetler dengesizdir. Cisme etki eden net bir kuvvet vardır ve top kuvvet yönünde yuvarlanmaya başlar.

Bir kez harekete geçtiğinde, topa net bir kuvvet etki etmez, ancak top yuvarlanmaya devam eder. Hava direnci ve sürtünme kuvvetleri olmasaydı sonsuza kadar yuvarlanmaya devam ederdi. Bunlar hareket yönünün tersine hareket eder ve topu dinlendirir.

Cismin durgun veya hareket halindeki değişime karşı direncine atalet denir. Bu nedenle, birinci yasa aynı zamanda eylemsizlik yasası olarak da bilinir.

Herhangi bir cismin sunduğu atalet, kütlesi ile doğru orantılıdır.