Konu anlatımı
Bir duvarı ittiğinde duvar da seni iter; yürürken ayağınla yeri geriye iterken yer de seni ileri iter. Bu alt başlıkta Newton'ın üçüncü yasasını, etki-tepki kuvvetlerinin özelliklerini ve bu kuvvetlerin neden birbirini dengelemediğini göreceksin. Bu konuda hesap yapılmaz; kuvvet çiftlerini doğru eşleştirmek yeterlidir.
Newton'ın üçüncü yasası
Bir cisim başka bir cisme kuvvet uyguluyorsa ikinci cisim de birinciye kuvvet uygular. Bu iki kuvvete etki ve tepki kuvvetleri denir. Etki-tepki kuvvetleri eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür, aynı doğrultu üzerindedir, aynı anda ortaya çıkıp aynı anda kaybolur ve aynı türdendir: biri kütle çekim kuvvetiyse öbürü de kütle çekim kuvvetidir. En önemli özellikleri, iki farklı cisme etki etmeleridir.
Neden birbirini dengelemezler?
Dengelenmiş kuvvetler aynı cisme etki eden kuvvetlerdir. Etki ve tepki ise farklı cisimlere etki ettiği için birbirini dengeleyemez; her biri etki ettiği cismin hareketini ayrı ayrı belirler. Bir kamyon ile bir otomobil çarpıştığında birbirlerine uyguladıkları kuvvetler eşit büyüklüktedir, ama kütlesi küçük olan otomobilin hızı çok daha fazla değişir. Masada duran bir kitapta kitabın ağırlığı ile masanın kitaba uyguladığı tepki kuvveti eşit ve zıttır; fakat ikisi de kitaba etki ettiği için bunlar etki-tepki çifti değil, dengelenmiş iki kuvvettir.
Yatay ve düşey düzlemde örnekler
Yatay düzlemde: yürürken ayağın yeri geriye iter, yer de seni ileri iter; kayıkçı kürekle suyu geriye iter, su da kayığı ileri iter; buz pistinde duran iki kişi birbirini itince ikisi de zıt yönlerde hareket eder. Düşey düzlemde: Dünya kitabı aşağı doğru çeker, kitap da Dünya'yı yukarı doğru çeker; kitap masaya aşağı doğru bastırır, masa da kitabı yukarı doğru iter. Kalkış yapan bir roket yanan yakıtın gazlarını aşağı doğru iter, gazlar da roketi yukarı doğru iter.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Masanın üzerinde duran bir kitaba etkiyen kuvvetleri ve bu kuvvetlerin tepkilerini belirtiniz. Hangi kuvvetler dengelenmiş, hangileri etki-tepki çiftidir?
Çözüm. Kitaba iki kuvvet etki eder: Dünya'nın kitabı aşağı çekmesi (ağırlık) ve masanın kitabı yukarı itmesi (tepki kuvveti). Ağırlığın tepkisi, kitabın Dünya'yı yukarı doğru çekmesidir; masanın kitabı itmesinin tepkisi ise kitabın masayı aşağı doğru itmesidir. Ağırlık ile masanın tepki kuvveti aynı cisme, yani kitaba etki ettiği için dengelenmiş kuvvetlerdir; etki-tepki çiftleri ise her zaman iki farklı cisme etki eder.
Örnek 2. Buz pistinde duran bir yetişkin ile bir çocuk birbirini itiyor. Birbirlerine uyguladıkları kuvvetleri ve itişmeden sonraki hareketlerini karşılaştırınız.
Çözüm. Yetişkinin çocuğa uyguladığı kuvvet ile çocuğun yetişkine uyguladığı kuvvet bir etki-tepki çiftidir; eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür. Kuvvetler eşit olsa da kütleler farklıdır: aynı büyüklükteki kuvvet, kütlesi küçük olan çocuğa daha büyük ivme kazandırır. Bu yüzden ikisi zıt yönlerde hareket eder ve çocuk daha hızlı uzaklaşır.
Sık yapılan hatalar
- Etki ve tepki kuvvetlerinin birbirini dengelediğini sanmak.
- Ağırlık ile yüzeyin uyguladığı tepki kuvvetini etki-tepki çifti saymak.
- Büyük kütleli cismin küçük olana daha büyük kuvvet uyguladığını düşünmek; kuvvetler eşittir, ivmeler farklıdır.
- Etki-tepki kuvvetleri eşit büyüklükte, zıt yönlü ve aynı türdendir.
- Etki ve tepki farklı cisimlere etki eder; bu yüzden birbirini dengelemez.
- Ağırlığın tepkisi, cismin Dünya'yı çekmesidir.