Hareket (fizik)

Hareket ya da devinim, bir cismin sabit bir noktaya göre yerinin zamana karşı değişimidir. Hareketle ilgilenen bilim sahaları, mekanik ve kinematik olarak sınıflandırılabilir. İlkinde kuvvet ve kütle üzerindeki etkisi incelenirken, ikincisinde, kütlenin konumu, hızı gibi nitelikler incelenir.

Hareketle ilgili en temel kanunlar, Newton'un hareket kanunları olarak adlandırılan Isaac Newton tarafından hareket eden bir cismin davranışlarının incelenmesi ile elde edilmiş olan kanunlardır. Bu kanunlar aynı zamanda klasik mekanik kuramlarının temelini oluşturur.

Newton'un hareket kanunları

Newton'un hareket kanunları şu şekilde ifade edilebilir:

• Newton'un I. hareket kanunu (atâlet ya da eylemsizlik) : Bir cisme etki eden net bir kuvvet yoksa, o cisim durur ya da sabit hızla doğrusal hareket yapıyorsa bu hareketine devam eder.
• Newton'un II. hareket kanunu: Bir cismin momentumunun zamana karşı değişimi, cisme etki eden net kuvvet ile orantılı ve aynı yöndedir. Şu şekilde denklemsel olarak ifade edilebilir.(P: momentum ; t: zaman ; F: kuvvet ; M: kütle ; V: hız ; a: ivme)

${\displaystyle {\vec {F}={d{\vec {P} \over dt}$

${\displaystyle {\vec {F}={d(m{\vec {V}) \over dt}=m{d{\vec {V} \over dt}$

${\displaystyle {\vec {F}=m{\vec {a}$

• Newton'un III. hareket kanunu (etki-tepki eşitliği): Evrendeki tüm kuvvetler birbirine eşit ve zıt yönlü çiftler halindedir. Yani bir cisim üzerine etki etmekte olan her harici kuvvet için ona eşit ve zıt yönde bir kuvvet bulunmaktadır.

Newton'un geliştirdiği. kütlenin konumu ve kütlelerin birbirleri ile münasebetini formüle eden bu yaklaşım daha sonra Euler tarafından bir kütlenin iç hareketlerini de inceleyecek şekilde geliştirilmiştir. Süreklilik mekaniği olarak adlandırılan bu sahada iki boyutlu vektörler yerine, matris şeklinde ifade edilen tensörler kullanarak hareket formüle edilir. Tensörler, seçilen teğet düzleminin konumuna gore değişen çokluklardır.

Euler, Stokes, Navier-Stokes denklemleri süreklilik mekaniği kullanılarak geliştirilen denklemlerden ilk akla gelenlerdir. Navier-Stokes akışkanlar mekaniği olarak anılan sahanın temel denklemidir. Hava, su gibi ağdalı (viscosity) veya ağdasız akışkanlara ait hesaplamalar bu denklemler yardımı ile son derece sağlıklı olarak yapılabilmektedir.

Hareket çeşitleri

hareketli cisimler, bir yörünge üzerinde hareket ederler. Hareketler, yörüngelerine ve hızlarına göre tasnif edilirler. Yörüngelere göre hareket çeşitleri^[1]

1. Dairesel hareket: Aynı açısal hızla daire şeklinde bir yörünge izleyen cisimlerin hareketidir. Akreple yelkovanın hareketleri gibi.
2. Doğrusal hareket: Doğru şeklinde bir yörünge üzerinde hareket eden bir cismin hareketi.
3. Eğrisel hareket: Cismin izlediği yörünge bir eğri olan cisimlerin hareketidir. Bu çeşit yörüngelerde bir yönde devamlı etki eden bir kuvvet, cismi bir eğride hareket etmeye zorlar. Eğik veya yatay atış (top mermisinin yörüngesi) gibi.

Hızlarına göre hareket türleri ise

1. Sâbit hızlı hareket: Hareketi bir kuvvetin etkisi altında yapmayan ve yer değiştirmelerinde hızlarında artma veya azalma olmayan hareket türü.
2. Düzgün değişen hareket: Bir kuvvetin etkisi altında olan ve hareketli cismin hızında artma veya azalmaya sebep olan hareket türü. Cismin hızı artıyorsa düzgün hızlanan hareket, azalıyorsa düzgün yavaşlayan hareketten söz edilir.

Kaynakça