İçeriğe atla

De motu corporum in gyrum


De motu corporum in gyrum ("Yörüngedeki cisimlerin hareketi"), Isaac Newton’un 1684 Kasım’ında Edmond Halley’e gönderdiği el yazısı müsveddelerin tahmin edilen başlığıdır. Newton bu müsveddeleri, Halley’in Newton’u problemler üzerine sorguladığı ve Halley’in fikirleri ve Sör Christopher Wren ile Robert Hooke dahil, onun Londra’daki bilimsel camiası hususlarında fikir jimnastiğinin yapıldığı o yıl içinde daha önce Halley tarafından yapılan bir ziyareti takiben göndermiştir.

Günümüzde orijinal doküman kayıp olduğundan bu dokümanın başlığı ancak tahmin edilebilmektedir. İçeriği iki çağdaş kopya ve bir taslak halinde geride kalan dokümanlardan çıkarılabilmiştir. Sadece taslağın bugün kullanılan başlığı vardır; diğer iki kopyanın başlıkları yoktur.[1]

Bu el yazısı müsveddeler (Kısaca De Motu, ancak Newton’un aynı kelimelerle başlayan çok sayıdaki diğer makalelerinin başlıklarıyla karıştırılmaması gerekir) günümüzde "Kepler yasaları" (Newton’un çalışmasından önce, bunlar genel anlamda yasa olarak kabul edilmiyorlardı)[2] olarak bilinen üç bağıntıyla ilgili önemli matematik türevlerini ortaya koymuştur. Halley, 10 Aralık 1684’te Newton’dan gelen iletileri Kraliyet Derneğine rapor etmiştir. Newton, Halley'in teşvikleri sonucunda, ‘De Motu’da görülebilecek- hemen hemen tüm içerik Principia’da da yer almaktadır- bir nüveden Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principia olarak bilinir) isimli kitabını geliştirmiş ve yazmıştır.

İçerik

De Motu’nun geride kalan kopyalarından biri Kraliyet Derneğinin kayıtlarına girilerek oluşturulmuş olup, Latince metni internet ortamında mevcuttur.[3] Principa’da tekrar yer alan De Motu’nun içeriğiyle ilgili çapraz referans kolaylığı için Principa’nın İngilizce tercümesi[4] ile Latincesi de internet ortamında mevcuttur.[5] De motu corporum in gyrum, farklı bölümlerinin içerikleri burada gösterilebilecek kadar kısadır. ‘Teoremler’ ve ‘sorunlar’ etiketli, bazılarının sonuçları da bulunan 11 önerme içermektedir. Bu çekirdek konuya erişmeden önce, Newton işe bazı ön hazırlıklarla başlamıştır:

  • 3 Tanımlar:
1: 'Merkezcil kuvvet' (Bu terim Newton’dan kaynaklanmış ve ilk ortaya çıkışı bu dokümanda olmuştur), bir cismi merkez olarak kabul edilen bir noktaya iter veya çeker. (Bu husus, Principia Tanım 5'te tekrar yer alır)
2: 'İç Kuvvet', bir cismin ‘İç kuvvet’i, eylemsizlik ve Newton’un birinci yasası fikrine hazırlık olacak şekilde tanımlanmıştır; (bir cisim, dış kuvvetin yokluğu halinde, düz bir çizgi üzerinde hareket halini eylemsiz veya tekbiçimli hareket olarak sürdürür). (Principia Tanım 3 benzerdir)
3: 'Direnç': harekete düzenli olarak engel olan bir ortam özelliğidir.
  • 4 Hipotezler:
1: Newton, aşağıda yer alan ilk 9 önermede direncin sıfır ve geri kalan (2) önermede ise direncin hem cismin hızı ve hem de ortam yoğunluğuyla orantılı olduğunun kabul edildiğini belirtir.
2: İç kuvvetle (tek başına), dışarıdan engellenmedikçe, herkes düz bir çizgi üzerinde tekbiçimli olarak sonsuza ilerleyebilir.(Newton’un daha sonraki birinci hareket yasası, Principia Yasa 1 ile benzer etkidedir.)
3: Kuvvetler paralelogram kuralı ile birleşirler. Newton onları günümüzün vektörleri gibi işler. Bu husus, Principia’da hareketin üçüncü yasası olan Yasa 3'te, Sonuç 1 ve 2’de tekrar yer alır.
4: Merkezcil kuvvet etkisinin başlangıç momentlerinde, uzaklık zamanın karesiyle orantılıdır. (bu bağlam Newton’un burada sonsuzküçükler veya onların sınırlayıcı orantıları ile uğraştığını gösterir.) Bu, Principia, Kitap 1, Yardımcı Önerme 10’da tekrar yer alır.

Daha sonra, iki hazırlık noktası daha gelir:

  • 2 Yardımcı Önermeler:
1: Newton kısaca, farklı oranlarda sürekli bileşkeler ortaya koymaktadır:
Eğer A/(A-B) = B/(B-C) = C/(C-D) vs. ise, o zaman A/B = B/C = C/D vs. olur.
2: Belli bir elipse (anlaşılması için: eşlenik çapların uç noktalarında) değen bütün paralelogramlar alan olarak eşittir.

Sonra Newton’un teoremler, problemler, sonuçlar ve açıklamalar olarak tanımlanan ana konusu gelir:

Teorem 1

Teorem 1 yörüngedeki bir cismin tek bir merkezcil kuvvete tabi olduğunda, cisimden çekim merkezine çizilen bir yarıçap vektörünün, eşit alanları eşit zamanda (merkezcil kuvvet uzaklığa bağlı olarak ne kadar da değişse) dışarıya süpürdüğünü gösterir. (Newton bu türev için, yarıçap vektörü tarafından süpürülen alanın üçgen parçalara bölündüğü, geometrik formda sonsuzküçükler hesabının limit argümanını kullanır[6] - De Motu’nun sonraki kanıtlamalarında ve daha sonraki Principia’nın birçok bölümünde yaptığı gibi-. Bunlar, sayıları sınırsız olarak artarken, münferit olarak sıfıra doğru gittiği düşünülen küçük ve azalan ebattadırlar.) Bu teorem, ‘Principia’ Teorem 1 Önerme 1’de daha geniş bir açıklamayla tekrar yer alır.

Teorem 2

Teorem 2 dairesel bir yörüngede hareket eden bir cismin, herhangi bir zaman diliminde, merkezcil kuvvetin (çekim merkezi işlevini gören dairenin merkezine yönlenmiş) geçilen ark uzunluğunun karesiyle orantılı ve çapıyla tersine orantılı olduğunu kabul eder (Bu konu Pricipia Teorem 4 Önerme 4'te tekrar görünür, buradaki sonuçlar da tekrar yer alır.)

Sonuç 1 merkezcil kuvvetin, V yörüngesel hız ve R dairesel çap olan, V2/R ile orantılı olduğuna işaret eder.

Sonuç 2 bunu daha farklı bir biçimde ortaya koyar ve, merkezcil kuvvetin, P yörünge periyodu olan, (1/P2)*R ile orantılı olduğunu gösterir.

Sonuç 3 eğer P2 R ile orantılı ise, merkezcil kuvvetin R’den bağımsız olacağını gösterir.

Sonuç 4 eğer P2 R2 ile orantılı ise, merkezcil kuvvetin 1/R ile orantılı olacağını gösterir.

Sonuç 5 eğer P2 R3 ile orantılı ise, merkezcil kuvvetin 1/(R2) ile orantılı olacağını gösterir.

Bir açıklama Sonuç 5 ilişkisinin (yörünge periyodunun karesi yörünge büyüklüğünün küpüne orantılı) Güneşin çevresinde yörüngelerindeki gezegenlere ve Jüpiter’in yörüngesindeki Galile uydularına uygulandığının gözlemlendiğine işaret eder.

Teorem 3

Teorem 3 yok denecek kadar küçük doğru parçası oranları içeren, başka bir geometrik limit argümanı kullanarak, merkezcil kuvveti dairesel olmayan bir yörüngede değerlendirir. Kanıtlama, yörünge eğriliğinin sanki sonsuz küçük arklardan yapılmış gibi değerlendirilmesi ve herhangi bir noktadaki merkezcil kuvvetin hız ve lokal sonsuzküçük arkın eğriliğinden değerlendirilmesine kadar iner. Bu konu Pricipia’da Kitap 1 Önerme 6 olarak tekrar ortaya çıkar.

Bir sonuç belli bir yörünge biçimi ve merkez için merkezcil kuvvetin belirlenmesinin nasıl mümkün olduğunu gösterir.

Problem 1 çekim merkezinin dairenin çevresi üzerinde olduğunu varsayarak, bir dairesel yörünge durumunu inceler. Bir açıklama yörüngedeki bir cismin böyle bir merkeze ulaşması halinde, tanjant boyunca sapacağına işaret eder (‘Principia’, Önerme 7)

Problem 2 çekim merkezi kendi merkezinde olan bir elipsi inceler ve merkezcil kuvvetin bu konfigürasyonda hareket üretmesi için yarıçap vektörüyle doğrudan orantılı olacağını bulur. (Bu materyal Principia’da Önerme 10, problem 5'tir)

Problem 3 yine elipsi inceler ama bu durumda çekim merkezi odak noktalarından birindedir. "Bir elipsin yörüngesinde dönen bir cisim: Elipsin bir odak noktasına yönlenen merkezcil kuvvet yasası gerektirir." Burada, Newton bu konfigürasyonda hareket üretecek merkezcil kuvvetin yarıçap vektörünün karesiyle tersine orantılı olacağını bulur. (Tercümesi: ‘Bu nedenle merkezcil kuvvet karşılıklı olarak L X SP2 olup, (karşılıklı olarak) uzaklığın iki katı oranındadır [yani karesi]....’). Bu Principia’da Önerme 11’dir.

Bir açıklama Problem 3’ün gezegen yörüngelerinin Güneşin bir odak noktasında yer aldığı elipsler olduklarını kanıtladığına işaret eder. (Tercümesi: ‘Bu nedenle, her birlikte Kepler’in varsaydığı gibi, büyük gezegenler, Güneşin merkezinde bir odak noktası olan elipsler halinde yörüngede dönerler ve yarıçapları (vektörleri) Güneşe doğru çizildiğinde, (Latince: ‘omnino) zamanlara orantılı alanları tariflerler’.) (Bu sonuca, Teorem 1 Sonuç 5'te dikkate alınan, yörüngesel dönemin karesi ile yörünge boyutunun küpü arasında gözlemlenen oransallığın ilk gerçek olarak alınmasından sonra varılmıştır.) (Bu sonucun inandırıcılığına ilişkin bir tartışma aşağıda belirtilmiştir.) Problem 3’ün konusu Principia’da Problem 6, Öneri 11’dir.

Teorem 4

Teorem 4 yarıçap vektörünün karesine tersine orantılı bir merkezcil kuvvet ile, belli bir ana ekseni olan eliptik bir yörüngedeki cismin dolanım zamanının, o ana eksenle çapı aynı olan dairesel bir yörüngedeki cisim için de aynı olduğunu gösterir (Principia Önerme 15.)

Bir açıklama bunun gezegen elipslerinin ve odak noktalarının yerlerinin dolaylı ölçümlerle belirlenmesini mümkün kılacağına işaret etmektedir.

Problem 4 merkezcil kuvvetin ters kare yasası durumu için, yörünge elipsinin, belli bir başlama pozisyonu, hız ve yön için nasıl belirleneceğini inceler. Newton burada, hızın yeterince yüksek olması halinde, yörüngenin artık elips olmayacağına, bunun yerine parabol veya hiperbol olacağına dikkat çeker. Ayrıca, özkirişin hesaplanan büyüklüğüne dayalı olarak, yörüngedeki cismin merkeze en yakın yaklaştığındaki uzaklığa oranla, eliptik durum ile diğerleri arasındaki ayrım için geometrik kriterleri tanımlar. (‘Principia’ Önerme 17.)

Bir açıklama kuyrukluyıldız yörüngelerinin tanımlanmasına imkân vermesi ve yörüngelerin eliptik olması halinde bunların dönemleri ve dönüşlerinin tahminini mümkün kılmasının bu gösterimin bonusu olduğuna dikkat çeker. Bunun uygulanmasındaki bazı pratik zorluklar da tartışılmıştır.

Son olarak, herhangi bir ortamdan gelen sıfır dirence dayalı önerme serilerinde, Problem 5, doğrusal bir çizgiye doğru düşen veya çekim merkezinden fırlayan bozulmuş bir eliptik yörüngeyi tartışır. (Principia Önerme 32.)

Bir açıklama atmosferik direncin sıfır kabul edilebilmesi halinde, Problem 4 ve 5’in atmosferdeki roketlere veya ağır cisimlerin düşüşüne nasıl uygulanacağını gösterir.

Son olarak, Newton, ilk önce bir düz çizgide direncin eylemsiz hareket üzerindeki etkilerini dikkate alarak (Problem 6) ve sonra da (Problem 7) direnç ile tek biçimli merkezcil bir kuvvetin homojen bir ortamda merkeze doğru/merkezden uzak hareket üzerindeki birleşik etkilerini dikkate alarak, atmosferik direncin mevcut olduğu durumun sonuçlarını genişletmeye çalışır. Her iki problem de hiperbolik yapılar kullanılarak gerometrik olarak ele alınır. Bu son iki ‘Problem’ Principia’nın 2. Kitabında Öneri 2 ve 3 olarak tekrar yer alır.

Son bir açıklama, Problem 6 ve 7’nin atmosferdeki roketlerin hareketlerinin yatay ve düşey bileşenlerine nasıl uyarlanabileceğini gösterir (bu durumda yer yuvarlağını ihmal ederek.)

İçerik üzerine yorumlar

‘De Motu’ içinde bazı noktalarda, Newton, uygulamada zıt görüşleri de kanıtlanmış kabul edilerek temel alınan bazı hususları esas almaktadır. Bu husus özellikle ‘Problem 3’e ilişkin olarak ortaya çıkmaktadır. Newton’un tüm yazılarındaki gösterim biçimi yer yer oldukça kısadır; bazı adımların tartışmasız veya aşikar kabul edileceğini varsaydığı görülmektedir. ‘De Motu’da, Principia’nın ilk basımında olduğu gibi, Newton, zıddın kanıtlarının genişletilmesi için özellikle bir dayanak belirtmemiştir. Burada zıddın kanıtı, teklik bir ilişki bulunduğundan aşikar olmasına dayanmaktadır, yani belli bir düzende, sadece tek bir yörünge, belirli ve belirtilen bir kuvvet/hız/başlama pozisyonu grubuna karşılık gelir. Newton, yaşamı boyunca yapılan bu çeşit eleştirilere cevap olarak, Principia’nın ikinci baskısına, Önerme 11-13’e Sonuç olarak bu çeşit bir ifade eklemiştir.[7]

Bu genişletmelerin zıddına ne kadar uzak olduğu ve ilişkili teklik ifadelerinin tartışmasız ve aşikar olup olmadığı sorusu üzerine önemli bir bilimsel tartışma mevcuttur. (zıdların gerçek olup olmadığı, veya Newton tarafından belirtilip belirtilmediği hakkında bir öneri yoktur, tartışma Newton’un kanıtlarının tatminkar olup olmadığı üzerinedir.)[8][9][10]

Halley'in Sorusu

Edmund Halley’in 1684’te Newton’u ziyaretinin detaylarını sadece otuz kırk yıl sonraki hatıratlardan biliyoruz. Bu hatıratların birine göre, Halley Newton’a ".. diyelim ki Güneş’e doğru çekim kuvveti ona olan uzaklıklarının karesinin tersi olsun, sence gezegenlerin eğrisi ne olurdu." diye sormuştur.[11]

Bu sorunun başka bir versiyonu otuz yıl kadar sonra Newton’un kendisi tarafından verilmiştir: Halley’in kendisine "Gezegenlerin kendi orblarında Güneş hakkında nasıl bir şekil tanımladıklarını bilmeyi kanıtım için çok arzu ederdim" [12] demişti. Her ikisi de eski hatıralardan üretilen bu farklı raporlar ışığında, Halley’in tam olarak hangi kelimeleri kullandığını bilmek zordur.

Bazen, Newton’un Halley’in sorusundan farklı bir soruya cevap vermiş olduğu ileri sürülür ancak bu noktada kesin bir şey söylemek mümkün değildir.

Robert Hooke'un Rolü

Newton, 1686’da, 1679/80 yıllarında Robert Hooke ile yaptığı yazışmaların 1679/80 yıllarında gök cisimlerine ilişkin araştırmalarını genişletme konusundaki ilk teşvik olduğunu kabul etmiştir.[13]

Hooke 1679 Kasım’ında Newton’a yazarak kendisinin Kraliyet Derneğinin yazışmalarını yönetmek üzere görevlendirildiğini bildirmiş ve karşılıklı yazışmaya başlamışlardır.[14] Hooke, bu görevi nedeniyle dernek üyelerinden araştırmalarıyla ilgili bilgi almak veya diğerlerinin araştırmaları hakkındaki görüşlerini öğrenmek istiyordu. Hooke, Newton’un ilgisini uyandırmak için kendisine çeşitli konular hakkında ne düşündüğünü sordu ve bir liste vererek, "Tanjant tarafından doğrudan hareketli ve merkezi cisme doğru çekim hareketli gezegenlerin gökyüzü hareketlerinin birleştirilmesi" ve "Benim esneklik yasaları ve sebeplerine ilişkin hipotezim" ve gezegenlerin hareketlerine ilişkin Paris’ten yeni bir hipotez (Hooke geniş bir biçimde tarif etmişti) ve ulusal araştırmaların yapılması veya iyileştirilmesi çabaları, Londra ve Cambridge arasındaki enlem farkı ve diğer hususlardan bahsetti. Newton, düşen bir cismi kullanarak Dünya’nın hareketinin belirlenmesiyle ilgili olarak "benim kendi düşüm" şeklinde bir cevap vermişti. Hooke Newton’un düşen bir cismin nasıl hareket edebileceğine ilişkin fikrine karşı çıkmış ve aralarında kısa bir yazışma olmuştur.

Daha sonra, 1686’da Newton’un ‘Principia’sı Kraliyet Derneğine sunulduğunda, Hooke aralarındaki bu yazışmalar nedeniyle, ‘Principia’da yer alan Newton’un bazı görüşleriyle ilgili kendisine pay çıkardı ve Newton’un ters-kare çekim yasası fikrini kendisine borçlu olduğunu söyledi. Ancak, Hooke Newton’un ters kare yasası temelinde kanıtladığı eğriler ve yörüngeler için herhangi bir pay iddiasında bulunmamıştı.[15]

Bu hususu Halley’den duyan Newton, Halley’e yazdığı mektuplarında Hooke’un iddiasını reddetti ve sadece tek bir kez ilgi uyandıran bir durumun söz konusu olduğunu kabul etti.[15] Newton, Güneşten gelen uzaklığa ters kare orantılı bir çekim kuvveti bulunduğunu öneren (ancak kanıtlanmamış) Ismaël Bullialdus ile gezegenlerin elips hareketlerine neden olan yerçekimi veya manyetizm gibi Güneşe doğru bir yönelim olduğunu öneren (yine kanıtlanmamış) Giovanni Alfonso Borelli gibi bazı diğer kişilerin daha önceki çalışmalarını kabul etti ancak Hooke’un iddia ettiği hususların, ya Newton’un kendisi, veya Bullialdus ve Borelli gibi kendisinden daha öncekilerden kaynaklandığını, ama Hooke’dan kaynaklanmadığını söyledi. Wren ve Halley, Hooke’un daha önce ters kare yasası kapsamında gezegen hareketlerinin bir türevine sahip olduğunu iddia ettiğini ancak bir ödül teşviki altında bile bunu göstermeyi başaramadığını hatırladıklarından Hooke’un iddialarına karşı şüpheyle yaklaşmışlardı.[15]

Kendisinin de kabul ettiği gibi, teşvik dışında Newton’un, Hooke’dan gerçekte ne kazanmış olabileceğine ilişkin bir bilimsel tartışma olmuştur.[16]

Newton’un 1727 yılında ölümünden 30 yıl kadar sonra, Newton’un yerçekimiyle ilgili çalışmaları alanındaki erken ve seçkin haleflerinden birisi olan Alexis Clairaut, Hooke’un çalışmasını inceledikten sonra "Kısa bir an görünür olan gerçekle, kanıtlanan gerçek arasında ne kadar mesafe var" diye yazmıştır.[17]

Ayrıca bakınız

Kaynakça

1. D T Whiteside (ed.), Mathematical Papers of Isaac newton, (Isaac Newton’un matematik makaleleri) vol.6 (1684–1691), (Cambridge University Press, 1974), sayfa 30 (https://web.archive.org/web/20130731120518/http://books.google/. com/books?id =lIZ0v23iqRgC&pg=PA30)91. 2. Curtis Wilson: "From Kepler's Laws, so-called, to Universal Gravitation: Empirical Factors", (Kepler Yasalarından, sözde, Evrensel Çekim’e: Amprik Faktörler) in Archives for History of the Exact Sciences, 6 (1970), sayfalar 89–170. 3. Kraliyet Derneği’nin kayıt defterinde yer alan geride kalan kopya, 1838’de S P Rigaud’un ‘Tarihi Deneme Yazısı’nda (orijinali Latince) basılmış, ancak başlığı Rigaud tarafından eklenmiştir, orijinal kopyanın başlığı yoktur: online, bu siteden erişilebilir 'Isaaci Newtoni Propositiones De Motu' (http://books.google.com/books31 Temmuz 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.? id=uvMGAAAAcAAJ &pg= PA111). 4. İngilizce tercümeleri üçüncü (1726) basıma dayalıdır ve 1729 tarihli ilk İngilizce tercümesine, Kitap 1, Bu siteden erişilebilir (http://books.google.com/books?id=Tm0FAAAAQAAJ22 Mart 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. &pg=PA65). 5. Newton’un Principia’sı, 1687 orijinal basımına metin aranabilir formda (Orijinal Latince) bu siteden erişilebilir (http://www.gutenberg.org/etext/2823324 Eylül 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.). 6. Principia’daki sonsuzküçükler hesabının içeriği, hem Newton’un yaşamı boyunca hem de daha sonra, diğerleri arasında, 1696 tarihli kitabı "Analyse des infiniment petits" ("Sonsuzküçükler analizi")’nın önsözünde, Principia hakkında ‘neredeyse tamamı bu hesap’ ('lequel est presque tout de ce calcul') diye sözeden, Marquis de l'Hospital tarafından da kabul görmüştür. Ayrıca bakınız, D T Whiteside (1970), "The mathematical principles underlying Newton's Principia Mathematica" (Newton’un Principia Mathematica’sına temel oluşturan matematik prensipleri), Journal for the History of Astronomy, vol.1 (1970), 116–138, özellikle s.120. 7. Bakınız, D T Whiteside (ed.), Mathematical Papers of Isaac Newton (Isaac Newton’un matematik makaleleri), vol. 6 (1684–1691), sayfa 56 (http://books.google.com/books?id[] =lIZ0v23iqRgC&pg =PA56)-57, dipnot 73. 8. The criticism is recounted by C Wilson in "Newton's Orbit Problem, A Historian's Response" (“Newton’un Yörünge Problemi, Bir Tarihçi’nin Cevabı’nda C Wilson’ın yeniden naklettiği eleştiri), College Mathematics Journal (1994) 25(3), pp.193–200, at sayfalar 195–6. 9. Konunun daha geniş tartışılması için bakınız Curtis Wilson, "Newton's Orbit Problem, A Historian's Response" (“Newton’un Yörünge Problemi, Bir Tarihçi’nin Cevabı”), College Mathematics Journal (1994) 25(3), pp. 193–200, at p. 196, Newton’un bir argümanın ana hatlarını verdiğine mutabık olmuştur; ayrıca D T Whiteside, Math. Papers vol.6, p. 57; ve Bruce Pourciau, "On Newton's proof that inverse-square orbits must be conics" (“Newton’un ters kare yörüngelerin konik olması gerektiği hakkındaki kanıtı”) Annals of Science 48 (1991) 159–172; ancak, buna 'petitio principii' diyen R. Weinstock buna katılmamıştır, bakınız e.g. "Newton's 'Principia' and inverse-square orbits: the flaw reexamined" (Newton’un ‘Principia’sı ve ters kare yörüngeler: kusur tekrar incelendi”), Historia Math. 19(1) (1992), sayfalar 60–70. 10. Argüman Bruce Pourciau tarafından da “Merkezcil kuvvetlerden konik yörüngelere: Newton Principia’sının eski bölümleri boyunca bir yol”’da ayrıntılı bir biçimde anlatılmıştır, Studies in the History and Philosophy of Science, 38 (2007), sayfalar 56–83. 11. Richard S. Westfall’ın Never at Rest (“Asla hareketsiz değil”)’de, sorunun John Conduitt’in raporundaki versiyonu verilerek, alıntılanmıştır, Bölüm 10, sayfa 403; 12. Newton’un notu günümüzde Cambridge University Kütüphanesindedir, MS Add.3968, f.101; ve I Bernard Cohen tarafından, "Introduction to Newton's 'Principia” “(Newton’un Principia’sına Giriş”)’de basılmıştır, 1971, at s.293. 13. H W Turnbull (ed.), Correspondence of Isaac Newton (“Isaac Newton’un yazışmaları”), Vol 2 (1676–1687), (Cambridge University Press, 1960), Hooke-Newton Yazışmaları verilmektedir (1679 Kasım Ocak 1679|80 arası) pp. 297–314 ve 1686 yazışmaları, sayfalar.431–448. 14. 'Correspondence' (‘Yazışmalar’) vol.2 alıntılanmıştır, s.297. 15. H W Turnbull (ed.), Correspondence of Isaac Newton (Isaac Newton’un Yazışmaları), Vol 2 (1676–1687), (Cambridge University Press, 1960), Halley-Newton’un 1686 Mayıs’ından Temmuz’a kadar olan, Hooke’un iddiaları hakkındaki yazışmaları verilmektedir, sayfalar.431–448. 16. Tartışmanın yönleri, şu makalelerde görülebilir: N Guicciardini, "Reconsidering the Hooke-Newton debate on Gravitation: Recent Results" (Hooke-Newton Yerçekimi tartışmasının yeniden gözden geçirilmesi: En son sonuçlar”), Early Science and Medicine, 10 (2005), 511–517; Ofer Gal, "The Invention of Celestial Mechanics" (“Gökyüzü Mekaniklerinin Keşfi”), Early Science and Medicine, 10 (2005), 529–534; M Nauenberg, "Hooke's and Newton's Contributions to the Early Development of Orbital mechanics and Universal Gravitation" (“Hooke ve Newton’un Yörünge Mekaniği ve Evrensel Çekim Gücünün Erken Gelişimine Katkıları”), Early Science and Medicine, 10 (2005), 518–528. 17. W.W. Rouse Ball, "An Essay on Newton's 'Principia'" (“Newton’un Principia’sı üzerine bir yazı”) (London and New York: Macmillan, 1893), sayfa 69.

Bibliyografya

  • Asla hareketsiz değil: Isaac Newton’un bir biyografisi, R. S. Westfall, Cambridge University Press, 1980 [ISBN 0-521-23143-4]
  • The Mathematical Papers of Isaac Newton ("Isaac Newton’un Matematik Makaleleri"), Vol. 6, sayfalar 30–91, ed. by D. T. Whiteside, Cambridge University Press, 1974 [ISBN 0-521-08719-8]

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Isaac Newton</span> İngiliz matematikçi ve fizikçi (1642–1727)

Isaac Newton, İngiliz fizikçi, matematikçi, astronom, mucit, simyacı, teolog ve filozoftur. 1687 yılında yayımladığı Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri) kitabıyla klasik fizik mekaniğinin temelini oluşturmuş ve bu eser, dünya tarihinin en önemli bilimsel kitaplarından biri olmuştur. Bu eserle birlikte kendi adıyla anılan evrensel kütleçekim yasası ve üç hareket yasasını ortaya koymuş ve kendisinin yaratmış olduğu bu etki, bilim tarihindeki kilometre taşlarından biri olmuştur. Newton'ın evrensel kütleçekimi ve hareketin üç kanunu, sonraki üç yüzyıl boyunca bilim dünyasına egemen olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Kuvvet</span> kütleli bir cisme hareket kazandıran etki

Fizik disiplininde, kuvvet bir cismin hızını değiştirmeye zorlayabilen, yani ivmelenmeye sebebiyet verebilen - hızında veya yönünde bir değişiklik oluşturabilen - bir etki olarak tanımlanır, bu etki diğer kuvvetlerle dengelenmediği müddetçe geçerlidir. Itme ya da çekme gibi günlük kullanımda yer alan eylemler, kuvvet konsepti ile matematiksel bir netliğe ulaşır. Kuvvetin hem büyüklüğü hem de yönü önemli olduğundan, kuvvet bir vektör olarak ifade edilir. Kuvvet için SI birimi, newton (N)'dur ve genellikle F simgesi ile gösterilir.

Kütleçekim ya da çekim kuvveti, kütleli her şeyin gezegenler, yıldızlar ve galaksiler de dahil olmak üzere birbirine doğru hareket ettiği doğal bir fenomendir. Enerji ve kütle eşdeğer olduğu için ışık da dahil olmak üzere her türlü enerji kütleçekime neden olur ve onun etkisi altındadır.

<span class="mw-page-title-main">Yörünge</span> bir gökcisminin bir diğerinin kütleçekimi etkisi altında izlediği yola yörünge adı verilir

Gök mekaniğinde yörünge veya yörünge hareketi, bir gezegenin yıldız etrafındaki veya bir doğal uydunun gezegen etrafındaki veya bir gezegen, doğal uydu, asteroit veya lagrange noktası gibi uzaydaki bir nesne veya konum etrafındaki yapay uydunun izlediği kavisli bir yoldur. Yörünge, düzenli olarak tekrar eden bir yolu tanımlamakla birlikte, tekrar etmeyen bir yolu da ifade edebilir. Gezegenler ve uydular Kepler'in gezegensel hareket yasalarında tanımlandığı gibi, kütle merkezi elips biçiminde izledikleri yolun odak noktasında olacak şekilde yaklaşık olarak eliptik yörüngeleri takip ederler.

Fizikte, kütle, Newton'un ikinci yasasından yararlanılarak tanımlandığında cismin herhangi bir kuvvet tarafından ivmelenmeye karşı gösterdiği dirençtir. Doğal olarak kütlesi olan bir cisim eylemsizliğe sahiptir. Kütleçekim kuramına göre, kütle kütleçekim etkileşmesinin büyüklüğünü de belirleyen bir çarpandır (parametredir) ve eşdeğerlik ilkesinden yola çıkılarak bir cismin kütlesi kütleçekimden elde edilebilir. Ama kütle ve ağırlık birbirinden farklı kavramlardır. Ağırlık cismin hangi cisim tarafından kütleçekime maruz kaldığına göre ve konumuna göre değişebilir.

<span class="mw-page-title-main">Newton'un hareket yasaları</span> Bilimsel Yasalar

Newton'un hareket yasaları, bir cisim üzerine etki eden kuvvetler ve cismin yaptığı hareket arasındaki ilişkileri ortaya koyan üç yasadır. İlk kez Isaac Newton tarafından 5 Temmuz 1687 tarihinde yayımlanan Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı çalışmada ortaya konmuştur. Bu yasalar klasik mekaniğin temelini oluşturmuş, bizzat Newton tarafından fiziksel nesnelerin hareketleri ile ilgili birçok olayın açıklanmasında kullanılmıştır. Newton, çalışmasının üçüncü bölümünde, bu hareket yasalarını ve yine kendi bulduğu evrensel kütleçekim yasasını kullanarak Kepler'in gezegensel hareket yasalarının elde edilebileceğini göstermiştir.

1. Yasa
Eylemsiz referans sistemi adı verilen öyle referans sistemleri seçebiliriz ki, bu sistemde bulunan bir parçacık üzerine bir net kuvvet etki etmiyorsa cismin hızında herhangi bir değişiklik olmaz. Bu yasa genellikle şu şekilde basitleştirilir: “Bir cisim üzerine dengelenmemiş bir dış kuvvet etki etmedikçe, cisim hareket durumunu korur.”
2. Yasa
Eylemsiz bir referans sisteminde, bir parçacık üzerindeki net kuvvet onun çizgisel momentumunun zaman ile değişimi ile orantılıdır:
<span class="mw-page-title-main">Düzgün dairesel hareket</span>

Düzgün dairesel hareket, sabit bir kuvvetin etkisinde, bir çember üzerinde süratin değişmediği harekettir.

<span class="mw-page-title-main">Edmond Halley</span> İngiliz fizikçi, gökbilimci ve matematikçi (1656-1742)

Edmond Halley, İngiliz gökbilimci, jeofizikçi, matematikçi, meteorolog, fizikçi ve mucit.

<i>Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica</i>

Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica genellikle basitçe Principia, olarak anılır, Sir Isaac Newton'un Newton'un hareket yasalarını ve evrensel çekim yasasını açıklayan bir kitabıdır. Principia Latince yazılmıştır ve üç cilttir. Principia, 5 Temmuz 1686'da o zamanki Royal Society Başkanı olan Samuel Pepys tarafından imprimatur olarak yetkilendirilmiş ve ilk olarak 1687'de yayımlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Newton'un evrensel kütleçekim yasası</span> Fizik kanunu

Newton'un evrensel çekim yasası (klâsik mekaniğin bir parçasıdır) aşağıdaki gibi ifade edilir;

Her bir noktasal kütle diğer noktasal kütleyi, ikisini birleştiren bir çizgi doğrultusundaki bir kuvvet ile çeker. Bu kuvvet bu iki kütlenin çarpımıyla doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır:

Burada:

  • F iki kütle arasındaki çekim kuvvetinin büyüklüğü,
  • G Evrensel çekim sabiti 6.67 × 10-11 N m2 kg-2,
  • m1 birinci kütlenin büyüklüğü,
  • m2 ikinci kütlenin büyüklüğü,
  • r ise iki kütle arasındaki mesafedir.
<span class="mw-page-title-main">Kurtulma hızı</span> bir cismin kendisini bağlayan kütleçekim alanından kurtulak için varması gereken hız

Fizikte, kurtulma hızı kütleçekim alanındaki herhangi bir cismin kinetik enerjisinin söz konusu alana bağıl potansiyel enerjisine eşit olduğu andaki hızıdır. Genellikle üç boyutlu bir uzayda bulunan cismin kendisini etkileyen kütleçekim alanından kurtulabilmesi için ulaşması gereken sürati ifade eder.

<span class="mw-page-title-main">Kepler'in gezegensel hareket yasaları</span>

Kepler'in gezegensel hareket yasaları, Güneş Sisteminde bulunan gezegenlerin hareketlerini açıklayan üç matematiksel yasadır. Alman matematikçi ve astronom Johannes Kepler (1572-1630) tarafından keşfedilmişlerdir.

<span class="mw-page-title-main">Hareket (fizik)</span>

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.

<span class="mw-page-title-main">Merkezcil kuvvet</span>

Merkezcil kuvvet, dairesel hareket sırasında cismi yörüngede tutan kuvvettir. Merkezcil kuvvet, hız vektörünün büyüklüğünü değiştirmez ancak yönünü değiştirir. Bu yüzden bir merkezcil ivme oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Ters kare yasası</span>

Ters kare yasası, fizikte ters kare yasası belirli bir fiziksel miktar veya şiddeti o fiziksel büyüklüğün kaynağından uzaklığın karesiyle ters orantı olduğunu belirten herhangi bir fiziksel yasadır. Denklem şekli:

Fizikte, dairesel hareket bir nesnenin dairesel bir yörünge boyunca bir rotasyon ya da çemberin çevresinde yaptığı harekettir. Rotasyonun sürekli açısal değeriyle birlikte düzgün ya da değişen rotasyon değeriyle düzensiz olabilir. 3 boyutlu bir cismin sabit ekseni etrafındaki rotasyon parçalarının dairesel hareketini içerir. Hareketin denkliği bir cisim kütlesinin merkezini tanımlar.

<span class="mw-page-title-main">Kepler yörüngesi</span> üç boyutlu uzayda iki boyutlu bir yörünge düzlemi oluşturan bir elips, parabol, hiperbol benzeri bir yörünge cismininin hareketini açıklayan kavram

Gök mekaniği olarak, Kepler yörüngesi üç boyutlu uzayda iki boyutlu bir yörünge düzlemi oluşturan bir elips, parabol, hiperbol benzeri bir yörünge cismininin hareketini açıklar.. Kepler yörüngesi yalnızca nokta iki cismin nokta benzeri yerçekimsel çekimlerini dikkate alır, atmosfer sürüklemesi, güneş radyasyonu baskısı, dairesel olmayan cisim merkezi ve bunun gibi bir takım şeylerin diğer cisimlerle girdiği çekim ilişkileri nedeniyle ihmal eder. Böylece Kepler problemi olarak bilinen iki-cisim probleminin, özel durumlara bir çözüm olarak atfedilir. Klasik mekaniğin bir teorisi olarak, aynı zamanda genel görelilik etkilerini dikkate almaz. Kepler yörüngeleri çeşitli şekillerde altı yörünge unsurları içine parametrize edilebilir.

Fizik'te, yerçekimi teorileri kütleli cisimlerin hareket mekanizmalarını kapsayan etkileşimleri esas alır. Antik zamanlardan bu yana birçok Yerçekimi teorisi ortaya atılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Sabit bir eksen etrafında dönme</span> dönme hareketinin özel bir durumu

Sabit bir eksen etrafında dönme dönme hareketinin özel bir durumudur. Sabit eksen hipotez yönünü değiştirerek bir eksen olasılığını dışlar ve salınım devinim gibi olguları tarif edemez. Euler’in dönme teoremine göre, Aynı zamanda, sabit eksenler boyunca eş zamanlı rotasyon imkânsızdır. Eğer iki rotasyona aynı anda kuvvet uygulanırsa, rotasyonun yeni ekseni oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Yörünge mekaniği</span>

Yörünge mekaniği veya astrodinamik, roketler ve diğer uzay araçlarının hareketini ilgilendiren pratik problemlere, balistik ve gök mekaniğinin uygulamasıdır. Bu nesnelerin hareketi genellikle Newton'un hareket kanunları ve Newton'un evrensel çekim yasası ile hesaplanır. Bu, uzay görevi tasarımı ve denetimi altında olan bir çekirdek disiplindir. Gök mekaniği; daha genel olarak yıldız sistemleri, gezegenler, uydular ve kuyruklu yıldızlar gibi kütle çekimi etkisinde bulunan yörünge sistemleri için geçerlidir. Yörünge mekaniği; uzay araçlarının yörüngelerine ait yörünge manevraları, yörünge düzlemi değişiklikleri ve gezegenler arası transferler gibi kavramlara odaklanır ve itici manevralar sonuçlarını tahmin etmek için görev planlamacıları tarafından kullanılır. Genel görelilik teorisi, yörüngeleri hesaplamak için Newton yasalarından daha kesin bir teoridir ve doğru hesaplar yapmak ya da yüksek yerçekimini ihtiva eden durumlar söz konusu olduğunda bazen gereklidir.