Bu yazımızda fizikte eylemsizlik ilkesinin ifadesini ve matematiksel formülünü bulacaksınız. Ayrıca eylemsizlik ilkesinin günlük hayattan birçok örneğini görebileceksiniz.
Eylemsizlik ilkesi nedir?
Newton’un birinci yasası olarak da adlandırılan eylemsizlik ilkesi , aşağıdakileri ifade eden bir fizik kuralıdır:
Bir cisim üzerine herhangi bir dış kuvvet etki etmediği sürece hareketsiz kalır veya sabit hızda kalır. Başka bir deyişle, bir cismin hareket veya dinlenme durumunu değiştirebilmesi için ona dışarıdan bir kuvvet uygulanması gerekir.
Örneğin yerde duran bir cisim, üzerine bir kuvvet etki edene kadar hareket etmeyecektir.
Bu nedenle, eylemsizlik ilkesi, bir cismin düzgün doğrusal hareketle (sabit bir doğrusal hızda) hareket etmesi durumunda bunun iki nedenden kaynaklanabileceğini ima eder: üzerine hiçbir dış kuvvet etki etmemesi veya tüm sistemin kuvvet sonucunun sıfır olması. . .
Fizikçi Isaac Newton, eylemsizlik ilkesinin yanı sıra mekaniğin temeli olarak kabul edilen iki ilkeyi daha formüle etti: dinamiğin temel ilkesi ve etki ve tepki ilkesi.
Fizikte eylemsizlik ilkesine eylemsizlik yasası da denir, dolayısıyla bu terimi duyarsanız tamamen aynı anlama gelir.
Atalet ilkesine örnekler
Artık eylemsizlik ilkesinin tanımını bildiğinize göre, bu bölümde anlamını daha iyi anlamak için bu ilkenin birkaç örneğini bulacaksınız.
- Atalet ilkesinin açıklayıcı bir örneği, yerde duran hareketsiz bir masadır. Eğer kimse masayı itmezse hareket etmeyecek ve aynı yerde kalacaktır. Ancak masaya yeterince büyük bir kuvvet uygulanırsa hız kazanacak ve dolayısıyla hareket durumu değişecektir.
- Atalet ilkesinin bir başka örneği, uzayda sabit bir hızla hareket eden bir uzay sondasıdır. Gezegenlerin çekim etkisi aşıldığında artık uzayda sürtünme veya başka herhangi bir kuvvet kalmaz. Bu nedenle, bir uzay sondası uzayda sabit bir hızla hareket eder çünkü ona etki eden bir kuvvet yoktur.
- Sabit hızla hareket eden bir araba da eylemsizlik ilkesinin bir örneğidir, çünkü ivmelenmeden hareket etmek için ortaya çıkan kuvvetin sıfır olması gerekir. Araba ileri doğru hareket ettiğinde, harekete karşı bir sürtünme kuvveti ona etki eder, dolayısıyla sabit bir hızda hareket etmek için arabanın motorunun aynı büyüklükte ve yönde ancak ters yönde bir kuvvet uygulaması gerekir. Bu şekilde iki kuvvet birbirine karşı çıkar ve araba her zaman aynı hızda hareket eder.
Atalet ilkesinin formülü
Matematiksel olarak eylemsizlik ilkesinin formülü, bir cisme uygulanan kuvvetlerin toplamı sıfıra eşitse, söz konusu cismin ivmesinin de sıfır olacağını belirtir. Bunun tersi de doğrudur, yani eğer bir cismin ivmesi sıfırsa, dış kuvvetlerin toplamı da mutlaka sıfır olmalıdır.
Öte yandan, momentum sabit olduğunda dış kuvvetlerin toplamı sıfır olacağından eylemsizlik ilkesi momentum (veya doğrusal momentum) ile de formüle edilebilir.
Bu ifadelerin yalnızca eylemsizlik ilkesini cebirsel olarak ifade etmek için kullanıldığını unutmayın. Önemli olan Newton’un birinci yasası kavramını anlamanız ve bunun gerçekleşmesi için tüm kuvvetlerin toplamının sıfır olması gerektiğidir.
Eylemsizlik ilkesinin bir uygulaması fizik problemlerini çözmektir. Aslında fizik egzersizleri normalde Newton’un üç ilkesine dayanır. Eylemsizlik ilkesine ilişkin alıştırmaları burada yapabilirsiniz: