Biyomekanik Newton Hareket Kanunları Dr. Murat Çilli Sakarya Üniversitesi Beden Eğitimi ve Spor Yüksekokulu Antrenörlük Eğitimi Bölümü
Aristo. MÖ 300 yıllarında Aristo ( MÖ 384-322 ) hareket için gözlemlerine dayalı yasalar koymuştur. Cisimler ağırlıklarıyla doğru orantılı bir ivmeyle yere düşerler Bir cismin hareket etmesi için ona sürekli bir kuvvet etki etmelidir. Ptolemy. MS 150 lerde Claudius Ptolemy nin Yermerkezli evren Kopernik. Nicolaus Copernicus ( 1473-1543) Günmerkezli evren
Kepler ( 1571-1630) Evren kuramını Johann Kepler geometrik bir modele oturttu. Bir gezegenin yörüngesi, bir odağında güneşin yer aldığı bir elipstir. Güneşi gezegene birleştiren doğru eşit zaman aralıklarında eşit alanlar süpürür. Gezegenin periodunun karesi güneşe olan ortalama uzaklığının küpüyle orantılıdır. Galileo Galilei ( 1564-1642 ) Günmerkezli evren (Kopernik in kuramını doğruladı) Bütün cisimler aynı ivmeyle yere düşer (Aristonun ilk yasasını çürütür)
Newton birinci hareket yasası Dışarıdan bir kuvvet etki etmiyorsa; durmakta olan bir cisim durağan pozisyonunu koruma, hareket eden cisim ise aynı hareketini sürdürme eğilimindedir
Futbol topu, dışarıdan bir etki ( vuruş, rüzgar gb) olmazsa durağan halini korur. Halat çekme oyununda her iki taraf eşit kuvvet uygularsa, kuvvetler eşit diğer bir deyişle denge durumunda durağan halinde bir değişiklik olmaz
Newton birinci hareket yasası EYLEMSİZLİK yasası olarak da bilinir Eylemsizlik, cismin hareket etmeye karşı direnci olarak ifade edilir. Her cismin eylemsizliği vardır.
Kütlesi büyük olan cismin hareket etmeye karşı direnci (eylemsizliği) büyük olacaktır.
a = F m Newton ikinci hareket yasası F= ma Bir cismin üzerine etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfırdan farklı olduğunda, cisim, etkisindeki kuvvetlere bağlı olarak ivmeli hareket gerçekleştirir. İvmenin miktarı uygulanan kuvvetle doğru orantılı ve aynı yöndedir. Kuvvet / İvme oranı değişmez. Bu değişmez orana cismin KÜTLE si denir.
Küçük ivme Küçük kuvvet Aynı kütle Büyük kuvvet Büyük ivme
Küçük kütle / büyük ivme Aynı Kuvvet Büyük kütle / küçük ivme
Cismin kütlesi iki katına çıkartıldığında kuvvet iki katına çıkar. a= 2m/s 2 m= 50 kg F=m x a F=50 x 2=100kgm/s 2 a= 2m/s 2 m= 100 kg F=m x a F=100 x 2=200kgm/s 2
Cismin ivmesi iki katına çıkartıldığında kuvvet iki katına çıkar. a= 2m/s 2 m= 50 kg F=m x a F=50 x 20=100kgm/s 2 a= 4m/s 2 m= 50 kg F=m x a F=50 x 4=200kgm/s 2
10 N luk bir kuvvetle vurulan bir futbol topunun kütlesi 0.2 kg dır. a) Futbol topunun ivmesi? F=ma 100 = 0.2 a a= 10 / 0.2 a=50m/s 2
Newton üçüncü hareket yasası Herhangi bir etkiye karşı her zaman eşit büyüklükte ve zıt yönde bir tepki vardır; yada iki cismin karşılıklı etkisi daima eşit fakat zıt yöndedir.
Yerçekimi bizi aşağı doğru çekerken sandalye aynı büyüklükte yukarı doğru bir kuvvet ile cevap verir. Dengelenmiş bu kuvvet nedeniyle sandalyede oturabiliriz.
Buz patencinin hareket etmesine neden olan kuvvet zemine uyguladığı etki kuvveti değil etki kuvveti ile aynı büyüklükte fakat zıt yönde olan tepki kuvvetidir. Bu nedenle sporcunun hareket yönü tepki kuvveti ile aynı yöndedir.
Duran bir cismi hareket ettiren, hareket eden bir cismi durduran veya yavaşlatan, hareketin yönünü değiştiren, cisimler üzerinde şekil değişikliği yapabilen etkiye kuvvet denir. Yer çekimi kuvveti Manyetik kuvvet Motor kuvveti - - - +++ Sıvıların kaldırma kuvveti Elektriksel kuvvet
Kuvvet vektörel bir büyüklüktür. F harfi ile gösterilir. F Kuvvet dinamometre ile ölçülür. SI birim sisteminde kuvvet birimi Newton dur. Newton kısaca N harfi ile gösterilir. Dinamometre içinde yay bulunan ve bu yayın uzama katsayısına göre ölçeklendirilmiş boru şeklinde bir muhafazadan oluşur. Dinamometre
Birden fazla kuvvetin yaptığı etkiyi tek başına yapabilen kuvvete bileşke kuvvet denilir. Bileşke kuvvet R harfi ile gösterilir. Kuvvet vektörel bir büyüklük olduğu için bileşke kuvveti bulmak için vektörlerin toplanmasındaki kurallardan yararlanılır. Bir cismin aynı noktasına etki eden kuvvetlere kesişen kuvvetler denir. Bir sistemde bileşke kuvvetin değeri 0(sıfır) ise bu sistem dengededir. F 1 F 2
Kütle ve Ağırlık Kavramları
Ağırlık Sıfır Olabilir mi? Baskül üzerinde duran biri hareketsiz durumda iken baskülden okunan değer bireyin vücut ağırlığına eşittir. Şayet yer çekimi ile aynı yönde ve aynı büyüklükte bir ivme ile hareket ediyorsa okunan değer SIFIR olur. Şayet yer çekimi ile zıt yönde ve aynı büyüklükte bir ivme ile hareket ediyorsa okunan değer vücut ağırlığının iki katı olur.