Klassik mexanikanın əsas prinsiplərindən biri olan Nyutonun İkinci Hərəkət Qanunu cismə təsir edən qüvvələr, onun kütləsi və sürətlənməsi arasındakı əlaqənin kəmiyyətcə təsvirini verir. Bu qanun obyektlərin necə və niyə hərəkət etdiklərini başa düşmək üçün təməl daşıdır.
Nyutonun İkinci Hərəkət Qanununda deyilir ki, cismin sürətlənməsi ona təsir edən xalis qüvvə ilə düz mütənasibdir və kütləsi ilə tərs mütənasibdir. Bu əlaqə tənlik şəklində tərtib edilə bilər:
\(a = \frac{F}{m}\)
Harada:
Nyutonun İkinci Qanununun mahiyyəti cismə təsir edən qüvvənin onun hərəkətinə necə təsir etdiyini başa düşməkdən ibarətdir. Bu qanun bizə daha böyük qüvvənin daha böyük sürətlənməyə səbəb olduğunu və daha böyük kütlənin eyni qüvvə üçün daha az sürətlənməyə səbəb olduğunu deyir. Məsələn, bir avtomobili itələmək, avtomobilin daha böyük kütləsi səbəbindən eyni qüvvə ilə velosipedi itələməklə müqayisədə daha az sürətlənmə ilə nəticələnəcəkdir.
Qüvvət və sürətlənmə arasındakı birbaşa mütənasiblik o deməkdir ki, cismə tətbiq olunan qüvvəni ikiqat artırsanız, kütlənin sabit qaldığını fərz etsək, onun sürətlənməsi də ikiqat artır. Əksinə, eyni qüvvəni müxtəlif kütləli iki cismə tətbiq etsəniz, kütləsi daha böyük olan cismin sürətlənməsi daha kiçik olacaqdır.
Kütlə və sürətlənmə arasındakı tərs əlaqə göstərir ki, cismin daha böyük kütləsi varsa onun hərəkətini dəyişmək daha çətin olur. Buna görə daha ağır cisimlər daha yüngül cisimlərlə eyni sürətlənməyə nail olmaq üçün daha çox güc tələb edir.
Bir neçə gündəlik hadisələr Nyutonun İkinci Qanunu ilə izah olunur. Futbol topunu vurduğunuz zaman ayağınızın topa qarşı qüvvəsi onun sürətlənməsinə səbəb olur. Nə qədər sərt vursanız, topun sürətlənməsi bir o qədər çox olar. Eynilə, sürücülük zamanı avtomobilinizin sürətlənməsi birbaşa mühərrikin göstərdiyi qüvvənin miqdarı ilə bağlıdır. Qaz pedalına basdığınız zaman siz gücü artırırsınız, bu da öz növbəsində avtomobilin sürətlənməsini artırır.
Nyutonun İkinci Qanununu nümayiş etdirmək üçün sadə təcrübələrdən biri oyuncaq avtomobildən, yay tərəzisindən və müxtəlif çəkilərdən istifadə etməyi nəzərdə tutur. Yay tərəzisini oyuncaq avtomobilə taxaraq və onu səthdən çəkərək, tətbiq olunan qüvvəni ölçə bilərsiniz. Daha sonra avtomobilə müxtəlif çəkilər əlavə etməklə (bununla da onun kütləsini dəyişir) və eyni qüvvə tətbiq etməklə, sürətlənmənin necə dəyişdiyini müşahidə edə bilərsiniz. Bu praktiki nümayiş qanunla ifadə edilən güc, kütlə və sürətlənmə arasındakı əlaqəni vurğulayır.
Nyutonun İkinci Qanunu naməlum kəmiyyətləri hesablamaq üçün müxtəlif vəziyyətlərdə tətbiq oluna bilər. Məsələn, bir cismin kütləsini və əldə etmək istədiyiniz sürəti bilirsinizsə, tələb olunan qüvvəni hesablaya bilərsiniz. Əksinə, cismə tətbiq olunan qüvvəni və onun sürətini ölçməklə onun kütləsini təyin etmək olar. Bu çeviklik Nyutonun İkinci Qanununu fizikada güclü alətə çevirir.
Gücü hesablamaq üçün Nyutonun İkinci Qanununun riyazi ifadəsi:
\(F = m \cdot a\)
Bu düstur cazibə qüvvəsi, sürtünmə və ya tətbiq olunan qüvvələr kimi cismə təsir edən qüvvələrin məlum olduğu və sürətlənməni və ya əksinə tapmağınız lazım olan dinamikada məsələlərin həlli üçün faydalıdır.
Nyutonun İkinci Qanunu mühəndislik, aerokosmik, avtomobil dizaynı və s. kimi müxtəlif sahələrdə geniş tətbiq olunur. İstənilən sürətlənmələri təhlükəsiz şəkildə əldə edə bilmələrini təmin etmək üçün nəqliyyat vasitələrinin dizaynında mühüm rol oynayır. Aerokosmik sahədə raketlərin buraxılması və kosmosda manevr edilməsi üçün lazım olan qüvvələri hesablamaq üçün istifadə olunur. Bu qanun həm də iş və enerji prinsiplərini əsaslandıraraq, qüvvələrin hərəkətə və kinetik enerjiyə necə çevrildiyinə dair fundamental anlayışı təmin edir.
İdmanda Nyutonun İkinci Qanununun nəticələrini anlamaq performansı yaxşılaşdırmağa kömək edə bilər. Məsələn, futbolda oyunçunun zərbəsi ilə topa verilən qüvvə sürətlənməni və nəticədə topun sürətini və trayektoriyasını dəyişdirmək üçün tənzimlənə bilər. Eynilə, yüngül atletika üzrə idmançılar bu qanundan hərəkətlərinin səmərəliliyini maksimuma çatdırmaq, kütlələrinin və tətbiq etdikləri gücün sürətə necə çevrildiyini başa düşmək üçün istifadə edirlər.
Nyutonun İkinci Qanunu ilə bağlı ümumi yanlış fikirlərdən biri kütləni çəki ilə qarışdırmaqdır. Kütlə bir cisimdəki maddə miqdarının ölçüsüdür və sabit olsa da, çəki bu kütləyə təsir edən cazibə qüvvəsidir. Beləliklə, Nyutonun İkinci Qanununu tətbiq edərkən, ikisini bir-birindən fərqləndirmək və hesablamalarda düzgün kəmiyyətdən (kütlədən) istifadə etmək çox vacibdir.
Başqa bir yanlış fikir, eyni kütləyə malik olan cisimlərin eyni qüvvə tətbiq edildikdə həmişə eyni sürətlənməni yaşayacağını fərz etməkdir. Bu həddən artıq sadələşdirmə sürətlənməyə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərə bilən sürtünmə və hava müqaviməti kimi xarici amilləri nəzərə almır. Nyutonun İkinci Qanunu, başqa cür qeyd edilmədiyi təqdirdə ideal şərtləri nəzərdə tutur, buna görə də real dünya tətbiqləri çox vaxt bu xarici qüvvələrin hesablanması üçün düzəlişlər tələb edir.
Nyutonun İkinci Hərəkət Qanunu qüvvə, kütlə və sürətlənmə arasındakı əlaqəni başa düşmək üçün əsas çərçivə təmin edir. O, təkcə fizikada əsas deyil, həm də mühəndislik, idman və gündəlik həyatda geniş tətbiqlərə malikdir. Nəzəri anlayışları tədqiq etməklə və praktiki təcrübələrlə məşğul olmaqla, bu qanunun prinsiplərini müxtəlif kontekstlərdə müşahidə etmək və istifadə etmək olar. Qanunun sadəliyi onun əhəmiyyətini inkar edir, hərəkət mexanikasına və kainatımızdakı qüvvələrin təbiətinə dair dərin fikirlər təklif edir.
