5.5: İç ve Dış Kuvvetler

Newton'un birinci yasası, bir net dış kuvvetin hareketi değiştirdiğini belirtir. Dış kuvvetler, bir nesne veya sistem üzerinde etki eden ve nesnenin veya sistemdeki nesnenin dışından kaynaklanan kuvvetlerdir. Buna karşılık, iç kuvvetler, ilgilenilen sistemin içinden kaynaklanan ve herhangi bir ivmeye yol açmayan kuvvetlerdir. Daha basit bir deyişle, iç kuvvetler, bir nesnenin bir bölümüne etki eden ve aynı nesnenin başka bir bölümü tarafından uygulanan kuvvetlerdir. Dış kuvvetler, bir nesneye başka bir nesne tarafından etki eden kuvvetlerdir. Bu nedenle, bir nesnenin hareketini inceleyerek, iç kuvvetleri yok sayar ve sadece ivmeye yol açan dış kuvvetleri düşünürüz. Dış kuvvetler genellikle uygulanan kuvvet, normal kuvvet, gerilme kuvveti, sürtünme kuvveti ve hava direnci kuvvetini içerir. Diğer yandan, iç kuvvetler yerçekimi kuvveti, manyetik kuvvet, elektrik kuvvet ve yay kuvvetini içerir.

İçinde bir sürücü bulunan bir aracı iten iki öğrenciyi düşünelim. İlgili sistem, içindeki kişiyle birlikte araçtır. İki öğrenci tarafından uygulanan kuvvet bir dış kuvvettir. Buna karşılık, bir sistemin elemanları arasında oluşan bir iç kuvvet etki eder. Sürücünün direksiyonu tutmak için uyguladığı kuvvet, ilgilenilen sistemin elemanları arasında bir iç kuvvet olarak etki eder. Burada, aynı kütleye uygulanan farklı kuvvetler farklı ivmelere neden olur. Sürtünme aracın üzerinde etki eder ve aracın hareketine karşı çıkar. Daha büyük bir net dış kuvvet, daha büyük bir ivmeye neden olur. İvme, dolayısıyla sisteme etki eden net dış kuvvetle doğru orantılı ve aynı yönde olur.

Bu metin, Openstax, University Physics Volume 1, Section 5.3: Newton'un İkinci Kanunu'ndan uyarlanmıştır.

Bir arabayı dinlenme halinden hızlandıran nedir?

Otomobilin motorunun tahrik mili üzerindeki kuvveti mi yoksa akslarının tekerlekler üzerindeki kuvveti mi? Yoksa yolun arabanın tekerlekleri üzerindeki sürtünme kuvveti mi?

Tahrik mili, motorun iç kuvvetini akslara çevirir. Akslar daha sonra tekerlekleri döndürür. Dönen tekerlekler yol tarafından harici bir sürtünme kuvvetine maruz kalır ve araba ileri doğru hareket eder.

Sürtünme kuvveti yoksa, diyelim ki bir araba buzlu bir yolda mahsur kaldığında, tekerlekler dönecek ancak araba aynı yerde takılı kalacaktır.

Sonuç olarak, arabayı ileri iten yolun uyguladığı sürtünmedir.

Çıkar sisteminin dışından kaynaklanan bu tür güçler dış güçlerdir. Bir cismin hareket durumunu yalnızca net dış kuvvetler değiştirebilir.

Oysa iç kuvvetler bir sistemin içinden kaynaklanır ve sistemin parçaları arasında değiş tokuş edilir. Herhangi bir ivmelenmeye neden olmazlar.