Kısaca SI olarak bilinen Uluslararası Birimler Sistemi’nde yer alan birimler, dünyanın büyük bir bölümünde ortak kabul edilen ya da bir şekilde kendine karşılık bulan birimleri belirler. Bunlar matematik başta olmak üzere fizik ve kimya gibi temel alanlardaki değerlendirmelerin global çapta anlaşılmasını sağlar. İşte bu sistemde bulunan birimlerden bir tanesi de N simgesi ile gösterilen Newton kuvvet birimidir.
Sürpriz değil, Newton birimi adı İngiliz fizikçi Isaac Newton’dan gelmektedir. Çünkü kendisi, hayatı boyunca fizik başta olmak üzere bilimin pek çok farklı alanında çalışmalar yapmış ve bugün Newton Yasaları olarak bilinen bazı kurallar belirlemiştir. Bir cismi belirli bir ivmede hareket ettirmek için gerekli kuvveti gösteren ve bugün bile hala kullanılan Newton birimi nedir, nasıl gösterilir, Isaac Newton Yasaları nelerdir gelin tüm detaylarıyla inceleyelim.
Kısaca tanımlayarak başlayalım: Newton birimi nedir?
Uluslararası Birimler Sistemi’nde mutlak kuvvet, Newton birimi ile gösterilir. Bir kilogramlık kütleye saniyede bir metre ivme kazandırmak yani o kütleyi hareket ettirmek için gerekli olan kuvvet olarak da tanımlanabilir. Bu birim adını İngiliz fizikçi Isaac Newton’dan almıştır çünkü kendisi, bir kuvvetin bir cismin hareketinde meydana getirebileceği değişiklikleri açıklayan ilk isimlerden olmuştur.
Kuvvet birimi olarak da bilinen Newton birimi nasıl gösterilir?
Bir cismi belirli bir ivmede hareket ettirmek için gerekli kuvveti gösteren, kuvvet birimi olarak da anılan Newton birimi Uluslararası Birimler Sistemi’nde N simgesi ile gösterilir. Uluslararası Birimler Sistemi, metrik sistemin çağdaş bir versiyonu olarak kabul edilir. Kuvvetin yanı sıra bu sistemde zaman, kütle, uzunluk, elektrik akımı, sıcaklık, madde miktarı, ışık şiddeti gibi pek çok değerin birimi ve bu birimlerden oluşan kombinasyonlar vardır.
Peki 1 Newton kaç kilogram eder? İşte farklı birimler için Newton formülleri:
- 1 N = 1 kg x m/s²
- 1 N = 10⁵ dyn
- 1 N = 0.10197 kg-f
- 1 N = 0.22481 lb-f
- 1 N = 7.2330 pdl
- 1 kg-f = = 9.80665 N
- 1 lb-f = 4.448222 N
- 1 pdl = 0.138255 N
Newton hareket yasaları:
- Yasa 1: Eylemsizlik
- Yasa 2: Kütle direnci
- Yasa 3: Etki tepki
Yasa 1: Eylemsizlik
Newton’un ilk yasasını oluşturan eylemsizlik, bir cismin dışarıdan kuvvete maruz kalmadığı durumda doğrusal hareketini sürdürmesi ya da hareket etmemesidir. Cisim duruyorsa hızı sıfırdır, sabit bir yönde hareket ediyorsa hızı sabittir. Cisme herhangi bir kuvvet uygulanmadığı takdirde durmaya devam edecek ya da hızı ve yönü değişmeden hareketine devam edecektir.
Eylemsizlik yasası genel olarak bir kızak örneği ile açıklanır. Karlarla kaplı bir tepeden serbest şekilde bırakılan kızak, herhangi bir kuvvet uygulanmadığı takdirde sabit bir hızla yön değiştirmeden yoluna devam eder. Ancak doğal olarak sürtünme kuvvetine maruz kalacağı için yavaşlayarak en sonunda duracaktır. Yine de kuvvetin olmadığı bir ortamda hızı değişiklik göstermez.
Yasa 2: Kütle direnci
Newton’un ikinci yasası olan kütle direnci, bir cisme uygulanan kuvvet ile oluşan ivmenin o cismin kütlesiyle ters orantılı olduğunu söyler. Yani bir cisme uygulanan kuvvet ne kadar büyükse ivme de o kadar büyük olacaktır ama cismin kütlesi ne kadar büyükse ivme o kadar küçük olacaktır. Bu yasa F = ma formülü ile gösterilir.
Elbette bu formül direkt olarak kütlenin sabit olduğu durumları ifade eder. İkinci yasa aynı zamanda itme kuvveti, değişken kütleli sistemler, görelilik, açık sistemler gibi farklı konuları da kapsar. Her birinin kendine özgü bir formülü vardır ama temel olarak kütle ile kuvvet arasındaki ilişkiye odaklanır.
Yasa 3: Etki tepki
Newton’un üçüncü yasası olan etki tepki, aslında kuvvetin iki yönlü olduğunu söyler. Yani her etkiye karşı karşıt yönde gelen bir tepki vardır ve bu etki ile tepki eşit oranda olabilir. Şöyle ki X cismi Y cismine bir kuvvet uygular, aynı şekilde Y cismi de X cismine bir kuvvet uygular. Bu etki tepki durumu dengelenmiş bir kuvvet olmasa bile ortaya çıkmaktadır.
Diyelim sürtünmesiz bir yüzeyde yan yana duran X ve Y kutuları var. X 4 kg, Y 2 kg kütleye sahip. X kutusu 30 N kuvvet ile Y kutusuna doğru itiliyor. Bu durumda iki kutunun da zaten zemine uyguladıkları bir kuvvet var, bir de yatay kuvvet var. X kutusu Y kutusunu iterken aynı zamanda Y kutusu da X kutusunu iter. X kutusu, diğer değişkenleri de hesaba kattığımız zaman Y kutusuna yalnızca 10 N kuvvet uygulayabiliyor çünkü Y kutusu da aynı şekilde bir tepki kuvveti ortaya koyuyor.
Kuvvet birimine adını veren Isaac Newton neler yapmıştır?
4 Ocak 1643 tarihinde İngiltere’de dünyaya gelen Isaac Newton; matematik, fizik, astronomi, simya ve teoloji alanında çalışmalar yapmış bir filozof ve mucittir. 1687 yılında kaleme aldığı Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, Türkçesi ile Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri adlı eseri temel fizik mekaniğinin kurallarını oluşturmakla kalmadı, aynı zamanda bilim tarihinin en önemli kitabı haline geldi.
Newton tarafından ortaya koyulan evrensel kütle çekimi ve bugün Newton Yasaları olarak adlandırılan hareket kuralları, yüzlerce yıl boyunca fizik başka olmak üzere pek çok bilimsel alandaki temel dayanak noktası oldu. Bilinen ilk yansımalı teleskobu da icat etmiş olan Isaac Newton, bu sayede beyaz ışığın prizmadan geçince farklı renklere büründüğünü görerek renk kuramını ortaya atmıştır.
Kendisinin yaptığı çalışmalar zaman zaman eleştirilse bile daha sonra kabul görmüş ve Royal Society’nin başına getirilerek şövalyelik ünvanı verilecek kadar önemli kabul edilmiştir. 1727 yılının 31 Mart günü 84 yaşındayken Sir Isaac Newton aramızdan ayrılmıştır.
Uluslararası Birimler Sistemi’nde kuvvet birimi olan N simgeli Newton birimi nedir, nasıl gösterilir gibi merak edilen sorular üzerinden birime adını veren Isaac Newton’un yaptığı çalışmalardan bahsettik.