'Sir' Isaac Newton

ISAAC NEWTON 1643-1727

Doğum Tarihi: 4 Ocak 1643

Ölüm Tarihi : 31 Mart 1727

Doğduğu yer: Woolsthorpe/İngiltere

Öldüğü yer: Westminster

İlgilendiği alanlar: Fizik, Matematik, Astronomi, Felsefe , Simya

Milliyet: İngiliz

Vatandaşlık: İngiltere

Keşifler:Diferansiyel ve entegral hesap, Evrensel çekim kanunu, Güneş ışığının yapısı

Eğitim aldığı yer:Trinity College

Çalıştığı yerler:Cambridge Üniversitesi

Başlıca Eserleri

Method of Fluxions - (Kutupsal Koordinat Sistemi) 1671 -

De Motu Corporum in Gyrum - (Yörüngedeki Cisimlerin Hareketi) 1684 -

Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri ) - 1687 -

Opticks (Optik) - 1704 -

Arithmetica Universalis (Evrensel Aritmetik) - 1707 -

An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture (Kutsal Kitaptaki 2 Önemli Bozulmanın Tarihsel Hesaplaması) - 1754 -

Konu Başlıkları

Doğumu

Eğitim Hayatı

Üniversite Dışı Çalışmaları

Üniversiteye Dönüşü- Cambridge

Newton'un Kral'a karşı direnişi

Newton ve "Evrensel Kütleçekim Yasası

Kütleçekim Kuvveti

Newton'un Hareket Yasası

Yörüngedeki Cisimlerin Hareketi

Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri

Optik

Evrensel Aritmetik

Kutsal Kitaptaki 2 Önemli Bozulmanın Tarihsel Hesaplaması

Sir Isaac Newton'un Ölümü

Sir Isaac Newton'un Sözleri

Sir Isaac Newton'un Formülleri

Doğumu

Isaac Newton, 25 Aralık 1643'de Woolsthrope'da bir erken doğum sonucu dünyaya geldi. Newton oldukça zayıf bir çocuktu ve hatta ilk günlerinde hayatta kalacağı beklenmiyordu. Babası daha o doğmadan ölmüştü.Annesi, Newton henüz 2 yaşındayken tekrar evlendi.Çocukken çeşitli ağaç modelleri yaparak el becerisini geliştirdi.Çocukluğunun büyük kısmını(Yaklaşık 7 yıl) büyükannesinin yanında geçirdi.
Annesinin ve üvey babasının ölümüyle mirasın varisi oldu. Newton hayatı boyunca hiç evlenmemiştir. 19 yaşında Miss Storey ile nişanlanmış , fakat ilişkileri Newton'un çalışmalarından dolayı sonlanmıştır.

Eğitim Hayatı

Newton, Grantham'da okula başladı. Isaac pek parlak öğrenci değildi ama uçurtma, yel değirmeni ve güneş saati gibi şeyleri yapmakta ustalık gösteriyordu. İlk ve ortaokultahsilinden sonra çiftçilik yapmaya zorlanmışsa da 1660’ta üniversiteye hazırlık öğrenimini yaptıktan sonra, 1661’de Trinity Collage Cambridge Üniversitesi’ nde Dr. Isaac BARROW’un öğrencisi oldu. Matematikteki üstün kabiliyetini kısa sürede ortaya koydu. Eğitimini 1661'den itibaren Combridge'de sürdürdü. 1665’te lisans eğitimini tamamlayıp lisansüstü eğitim için hazırlanmaya başladı.

Üniversite Dışı Çalışmaları

1666’da veba salgını sırasında üniversitesinin kapatılması üzerine Newton annesinin çiftliğine geri döndü. Çiftlikte çalışırken iki büyük buluş yaptı. Diferansiyel ve integral hesabın temellerini atmış, beyaz ışığın renkli bileşenlerine ayrıştırılabileceğini saptamış ve cisimlerin birbirlerini, uzaklıklarının karesi ile ters orantılı olarak çektikleri sonucuna ulaşmıştı. Newton, bilimde devrim yaratacak bu buluşları uzun yıllar sonra yayımlamıştır.

Üniversiteye Dönüşü- Cambridge

Newton sürekli gökyüzünü izliyor, kitaplar okuyor ve notlar alıyordu. 1667'de Trinity College'de Öğretim üyesi, 1668'de asil öğretim üyesi oldu. Lisansüstü çalışmasını ertesi yıl tamamlayan Newton 1669'da henüz 27 yaşındayken Cambridge Üniversitesi'nde matematik profesörlüğüne getirildi.

İngiliz Parasında Newton

Newton’un Kral’a Karşı Direnişi

O dönemde üniversite ve din ilişkisi çok fazlaydı. Kral II. Charles, aşırı dindardı ve Cambridge’deki profesörlerin papaz unvanlı olmasını emretti. Newton dindar biriydi ama zorlamayı kabul edemedi. Londra’ya gitti ve 6 hafta sonra Kral’ın onayı ile papaz unvanı olmadan profesörlüğe devam etme iznini aldı. Kral benzeri diğer talepleri reddetmişti. Aşırı dindar olan yeni Kral II. James, 1685’te din, siyaset ve eğitimi bir bütün olarak gördü. Cambridge’in dindar kimselere hak etmeden diploma vermesini veya terfi ettirmesini emretti. Newton buna karşı çıktı ve muhalif harekete önderlik etti. Newton ve 8 muhalif profesör büyük sıkıntı yaşadı. Mahkemeye verildiler ama uzun ve üzüntülü sürecin sonunda beraat ettiler.

Newton ve "Evrensel Kütleçekim Yasası"

Newton fizikçi ve matematikçilerin belki de en büyüğüydü. Optik alanda çok önemli katkıları oldu, üç hareket yasasını formülleştirdi ve G.W. Leibniz'den bağımsız olarak diferansiyel ve integral hesabı geliştirdi. Newton'dan önce gezegenlerin gökyüzü hareketleri gündelik Dünyadan ayrı, gizemli bir konu olarak görülürdü.
İyi bilinen ama doğruluğu olmayan bir öyküye göre büyük yerçekim keşfi, bir elma ağacının altında otururken Newton'un tam anlamıyla kafasına "dank" eder.


Johannes Kepler(1571-1630) demiş ki
Gezegen hareketi yasalarını ben daha önceden keşfetmiştim...

Newton demiş ki
Evet, ama senin keşfettiğin, teorik açıklaması olmayan ampirik yasalardı. Yere düşen elmayı bir kuvvet çekiyor.




Newton'a göre evrendeki tüm cisimler birbirini çeker. Güneşler gezegenleri, gezegenler uyduları çektiği gibi bütün bu çekim kuvvetine "Kütleçekim kuvveti denir." Cismin yer yüzeyine doğru düşmesi, kütle çekim kuvvetinden dolayıdır.
Dünyanın merkezine doğru çekim ivmesi uzaklıkla doğru orantılı olarak azalır ve tam merkezde sıfır olur. Dünya yüzeyinde ise çekim ivmesi enleme göre değişir. Ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe yerçekimi ivmesi artar ve kutuplarda maksimum değerini alır.

Kütleçekim Kuvveti

Kütle çekimi, nesnelerin birbirlerine doğru çekme kuvveti uygulamasına denir. İki cisim arasındaki çekim kuvveti cisimlerin kütleleri ile doğru orantılı, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.Çekim kuvvetinin büyüklüğü aşağıdaki formül ile ifade edilir.







Bu formüldeki G’ye genel çekim sabiti denir.SI birim sistemindeki değeri







G sabiti cisimlere, cisimlerin yerlerine ve hareket hallerine bağlı değildir.

Isaac Newton, gök cisimlerinin hareketleriyle ilgili yaptığı çalışmalar sonucu kütlelerin birbirine uyguladığı çekim kuvvetini keşfetmiştir. Bu yüzden; bu kanuna Newton'ın evrensel kütle çekimi yasası adı verilmiştir. Kütle çekimi, cisimlerin Dünya'nın yüzeyinde kalması, gezegenlerin yörüngelerinin olması gibi fiziksel olayların sebebidir.

Kütle çekimi, evrendeki dört temel etkileşimden biridir. Diğer üç temel etkileşim elektromanyetik etkileşim (kuvvet), zayıf etkileşim (kuvvet) ve güçlü etkileşimdir.

Elektromanyetik Etkileşim

Elektrik yüklü maddelerin ve parçacıkların birbirlerini çekmesini veya itemesini sağlayan etkileşimdir.

Zayıf Etkileşim

Ağır kuark veya leptonların daha hafif kuark ve leptonlara bozunmasını sağlayan kuvvet.

Güçlü(Nükleer) Etkileşim

Çekirdeğin içindeki kuarkları ve temel parçacıkları bir arada tutmayı sağlayan güçlü etkileşim.

Kütleçekim Etkileşimi

Maddelerin ve parçacıkların kütlelerine göre birbirlerini çekmesini sağlayan etkileşimdir.

1-)Birbirini çeken kütleler ne olursa olsun, daima F1=-F2’dir.Yani, cisimlerin birbirine uyguladığı çekim kuvveti daima eşit değerde ve ters yöndedir.Örneğin, Dünya Ay’ı ne kadarlık kuvvetle çekerse, Ay da Dünya’yı aynı şiddette çeker.

2-)Kütle çekim kuvveti hesaplanırken cisimlerin kütleleri, kendi kütle merkezinde toplanmış noktasal kütle gibi alınır.

3-)Cisimlerin arasındaki uzaklık olarak da kütle merkezleri arasındaki uzaklık alınır.

Kutupsal Koordinat Sistemi

Kutupsal Koordinat Sistemi Isaac Newton tarafından yazılmış bir kitaptır. Kitap 1671 de tamamlandı ve 1736 da yayınlandı. Kutupsal Koordinat Newton'un diferansiyel hesaplar(Değişkenlerin sonsuz küçük farklarındaki artma değerlerini bulmaya yarayan hesap)için kullandığı bir terimdir. (akıcılık ise integral hesabı tanımlamak içindir) Aslında sistemi 1665'den 1667'ya kadar Londradaki Büyük Veba sırasında Cambridge'in kapalı olduğu süre boyunca Woolsthorpe Manor'da geliştirdi fakat buluşlarının bilinmesini istemedi.(benzer olarak, daha sonra Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri haline gelecek olan buluşları da bu sırada geliştirildi ve Newton'un notlarında yıllarca dünyadan saklı kaldı) Gottfried Leibniz 1673lerde onun hesaplarını geliştirdi ve Newtondan 50 yıl önce, 1684 de yayınladı. Her ne kadar Newton'un türev için olan simgesi Resim türev ürünlerini göstermek için mekanik ve devre analizcileri arasında geçerli olarak hala kullanılsa da, bugün kullandığımız hesap sistemleri çoğunlukla Gottfried Leibniz'inkilerdir.

Newton'un Kutupsal Koordinat Sistemi resmi olarak ölümünden sonra yayınlanmıştır, ancak Leibniz'in hesapları yayınlamasıyla acı bir rekabet iki matematikçi arasında, hesaplamayı ilk kimin geliştirdiği üzerine patlak verdi ve Newton Kutupsal Koordinat üzerindeki bilgisini daha fazla saklayamadı.

Newton'un Hareket Yasası

Newton'ın hareket yasaları, bir cisim üzerine etki eden kuvvetler ve cismin hareketi arasındaki ilişkileri ortaya koyan üç yasadır. İlk kez Sir Isaac Newton tarafından 5 Temmuz 1687 tarihinde yayımlanan Philosophiae Naturalis Principia Mathematica(Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri) adlı çalışmada ortaya konmuştur.

Cisimler arasında etkileşme olmazsa cisim ivmelenmez. Yani cisme etki eden kuvvetlerin toplamı sıfır ise cisim eylemsiz ise öylece kalır, sabit bir hıza sahipse aynı hızla yoluna devam eder.

1.Yasa : Bir net kuvvet etki etmiyorsa cismin hızında herhangi bir değişiklik olmaz.
2.Yasa : Bir parçacık üzerindeki net kuvvet onun çizgisel momentumunun zaman ile değişimi ile orantılıdır:
3.Yasa : Bir cisme, bir kuvvet etkiyorsa; cisimden kuvvete doğru eşit büyüklükte ve zıt yönde bir tepki kuvveti oluşur.

Kütle

Farklı cisimlere aynı büyüklükte kuvvet uygulanmasına rağmen hızları farklı ise bu farklılık neden oluşur veya kaynaklanır? Cismin ivmelenmesine karşı koyan niceliği kütle olarak isimlendiririz. Kütle nesnelerin ayrılmaz bir parçasıdır ve belirli bir şekli yoktur. Kütle şeklin boyutunu, miktarını, yani sayısını belirten bir niceliktir. Yönelimi yoktur. Kütle skaler bir niceliktir.

Eylemsizlik yasası

bir cisim üzerindeki net kuvvet, o cisim üzerine etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamıdır. Bu toplam sıfır ise, Newton'ın birinci yasası cismin hareket durumunun değişmeyeceğini söyler.

Hareket etmeyen bir cisim, üzerine bir net kuvvet etki edinceye dek hareket etmeyecektir.
Hareketli bir cisim, üzerine net bir kuvvet etki etmedikçe hızını değiştirmeyecektir.



Bir kalemi masa üzerinde kaydırırsak, hareketini sonsuza dek sürdürmeyecek, yavaşlayıp en sonunda duracaktır. Kalemin hızı değişmiştir ve Newton'ın yasalarına göre böyle bir hız değişikliği ancak cisim üzerine bir net kuvvet etki etmesi sonucunda oluşabilir. Bu kuvvet kalem ve masa arasında, kalemin hareketinin tersi yöndeki sürtünme kuvvetidir ve cismin yavaşlamasına neden olmaktadır. Böyle bir kuvvetin yokluğunda kalemin hızı azalmayacak, hareketini sürdürmeye devam edecektir.



Newton'ın birinci yasası eylemsizlik yasası olarak ta bilinmektedir ve sıklıkla "sıfır net kuvvet, sıfır ivmelenmeye karşılık gelir." şeklinde açıklanır.

Eylemsizlik yasasının tarihi
Newton'ın birinci yasası Galileo Galilei tarafından daha önce açıklanan eylemsizlik yasasının bir yeniden ifadesidir.

Aristo, kayalar gibi ağır cisimlerin Dünya üzerinde, duman gibi hafif nesnelerin gökyüzünde, yıldızların ise cennette durma isteklerinin olduğuna inanıyordu. Buna rağmen Aristo'nun ve Galileo'nun fikirleri arasındaki temel fark Galileo'nun bir cisim üzerine etki eden kuvvetin cismin hızını değil ivmesini belirliyor olduğunu söylemesidir. Yine Aristo'dan farklı olarak Galileo bu söylemini inançlarına değil, deney ve gözleme dayalı olarak ortaya koymuştur. Bu anlayış Newton'ın, birinci yasasını (kuvvet yoksa, ivme yoktur) oluşturmasında yol göstermiş ve üzerine kuvvet etkimeyen cisimlerin hızlarını koruyacağı görüşünü ortaya çıkarmıştır.

Yörüngedeki Cisimlerin Hareketi

Dairesel hareket 

Düzgün Dairesel Hareket

Dairesel hareket, sabit bir merkez etrafında olan ve yarıçapın değişmediği harekete denir. Dairesel harekette hız vektörünün büyüklüğü değişmese de hareketin doğası gereği, yönü hareket boyunca sürekli değiştiğinden dolayı dairesel hareket yapan cismin bir ivmesinin olduğu söylenir.

Düzgün Olmayan Dairesel Hareket

Dairesel bir yörüngede cismin hızı zamanla değişiyor ise bu harekete düzgün olmayan dairesel hareket denir.

Teğetsel ve Radyal İvme

Teğetsel İvme: Parçacığın hızının büyüklüğündeki değişimden kaynaklanır. Yönü ani hız
yönündedir ve büyüklüğü:

Çapsal (Radyal) İvme: Dairesel hareket yapan bir cismin hız vektörünün sadece

doğrultusundaki değişimden kaynaklanır ve büyüklüğü:

Merkezcil ivme (a): Dairesel hareket yapan cismin birim zamandaki hız vektörü değişimidir.

Merkezcil kuvvet (F): Dairesel hareket yapan cismi sürekli merkeze doğru çeken kuvvettir.

Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri

Newton tarafından 5 Temmuz 1687'de yayımlanan 3 ciltlik çalışmadır. Kitabın basım masraflarını Edmond Halley karşılamıştır. Kitabın dili Latince olduğundan geniş kitlelere ulaşamamıştır. Klasik mekanik'in temellerini oluşturan Newton'un hareket kanunlarını ve kütleçekim kanunu da içerir. Newton bu kitapta diferansiyel hesapla değil, geometrik ispatlarla çalışmıştır. itapta ispatlar geometri ile yapılmış, evrensel kütle çekimi açıklanmış ve cisimlerin kütleleri ile doğru orantılı, mesafeleri ile ters orantılı birbirlerini çektiklerini açıklamıştır.






Newton’ın yaşamı sırasında ilk kez 250 kopya olmak üzere 1687’de, ikinci kez 750 kopya olmak üzere Cotes tarafından 1713’te, ve üçüncü kez Pemberton tarafından 1726’da yayımlandı.
Latince metin 1729’da Andrew Motte tarafından İngilizce’ye çevrildi. Florian Cajori çeviriyi gözden
geçirdi ve metne tarihsel ve açıklayıcı notlar ekledi. Principia üç kitaptan oluşur. Birincisi cisimlerin boş uzaydaki devimlerini, ikincisi direnç gösteren bir ortamdaki devimi, üçüncüsü güneş dizgesinin fenomenlerini, kuyruklu yıldız yörüngelerini, tedirginliği ve yıldızların paralakslarını ele alır.








Anabilim Felsefeci Cengiz İskender Özkan demiş ki
"Principia" dünyayı değiştiren denklemlerle ortaya çıkmış büyüklüğü sorgulanamayacak bir yapıttır. Newton'un genel çekim yasası fizikteki en önemli dönüm noktalarından biridir. Dünya ondan sonra bir daha eskisi gibi olmayacaktı. Aslında insan Ay'a 1969'da değil, 1687'de çıkmıştır. Ya da başka bir şekilde söylemek gerekirse Ay'a atılan insanlık için büyük olan adımın temelleri 1687'de işte bu "Principia" ile atılmıştır.

Optik

1704 yılında yayımlanan Newton'un eseridir. Kitap Principia'da olduğu gibi Latince değil, İngilizce basılmıştır. Böylece Newton kitabı aracılığıyla daha geniş kitlelere ulaşabilmiştir.

Kitapta yansıma ve kırınım hesapları, beyaz ışığın tayfın renklerine ayrılması, gözün çalışma yöntemi, merceklerle görüntü oluşumu, gökkuşağının renkleri, yansıma teleskopunun yapımı gibi konulardan bahseder. Ayrıca kitapta optikle ilgisiz; metabolizma ve sindirim, kan dolaşımı, Dünya'nın yaratılışı ve Nuh tufanı, bilimsel yöntem gibi konulardan da bahsedilir.

Newton, Beyaz ışığı üçgen bir prizmadan geçirip, gök kuşağındaki renklerden oluştuğunu kanıtladı. Bu buluş, Yunanlı filozofların 1500 yıllık ışık teorisini çürüttü. Galile teleskopunun ışığı saçma sorununu,
mercek yerine çukur ayna koyarak çözdü

Optik Nedir?

Işıkla ilgili olayları inceleyen fizik dalı. Optik, ışıkla ilgili olayları üç değişik modelde inceler. Buna göre optik üç kısma ayrılır:
1-) Geometrik optik
2-) Fizik optik (Dalga optiği)
3-) Kuvantum optiği

Geometrik Optik: Işığın izotrop ortamda doğrusal yayılmasını temel kabul eder. Yansıma, kırılma ve aydınlanma olaylarını inceleyen optik kısmıdır. Newton, çalışmalarında ışığı bir kaynaktan yayılan tanecikler gibi düşünüyordu. Böylece geometrik optik gelişti.

Fizik Optiği: Işığın dalga yapısında olduğunu temel kabul ederek; girişim, kırınım ve kutuplanma olaylarını inceleyen optik kısmıdır. Newton’la aynı çağda yaşayan Huygens, Newton’un yanıldığını ve ışığın dalga şeklinde düşünülmesi gerektiğini ortaya attı.

Kuvantum Optiği: Max Planck’ın ışık dalgalarının enerjilerinin kuvantumlu oluşunu keşfetmesiyle ortaya çıkmıştır. Buna göre ışık, atomdan yayılan enerji paketleri şeklindedir.

Evrensel Aritmetik

Matematiksel bir metin olan Arithmetica Universalis, Newton tarafından yazılıp, 1707 de Cambridge'de Latince olarak basıldı ve Newton'un 1673-1683 yılları arasındaki ders notları üzerinde kuruldu.

William Whiston (1667-1752) aynı zamanda Halley'in aritmetik denklemlerin köklerini bulma methodunu da içeren ilk sürümü hazırladı. İngilizce çevirisi ilk olarak 1720de çıkarıldı ve onu 1722 de John Machin (1680-1751) tarafından düzenlenen ikinci bir Latince versiyonu izledi. 18. yüzyılda Leyden, Paris, Amsterdam ve Milan dahil olmak üzere 7 versiyonu daha basıldı.

Kutsal Kitaptaki 2 Önemli Bozulmanın Tarihsel Hesaplaması

Kutsal Kitaptaki 2 Önemli Bozulmanın Tarihsel Hesaplaması İngiliz matematikçi ve alim Sir Isaac Newtonun bir tezidir. Bu, 14 Kasım 1690 da bir mektupla John Lock'a gönderilmiştir ve Richard Simon ve kendi araştırmalarının yazınsal metnine dayandırılmıştır. Metin ilk kez 1754 'te, öldükten 27 yıl sonra, İngilizce olarak yayınlanmıştır. Hesaplamanın, 2 tartışmalı İncil pasajı üzerine kurulu eski kaynaklardan ulaşılabilen tüm yazınsal kanıtları ortaya çıkardığı iddia edilmiştir.

Sir Isaac Newton'un Ölümü

1996'da Kraliyet darphanesinin müdür teklifini kabul ederek Londra'ya yerleşir. Getirdiği yeniliklere Fransız bilim adamları 15 yıl süre ile karşı çıkmışlardır. Bir süre üniversitenin idarî işleriyle de uğraşmış, parlamento temsilciliğine, 1703’te Royal Society başkanlığına getirilmiş ve kendisine Queen Anne tarafından 1705’te 'Sir' ünvanı verilmiştir. 20 Mart 1727’de sağlığının bozulması sonucunda Londra’da vefat etti ve naaşı Westminster Abbey Kilisesine’e gömüldü.

Sir Isaac Newton'un Sözleri

İnsanlar sayılar gibidir, o insanın değeri ise o sayının içinde bulunduğu sayı ile ölçülür.

Plato benim arkadaşım, Aristoteles benim arkadaşım ancak benim en büyük arkadaşım doğruluk.

Yıldızların hareketlerini hesaplayabilirim ancak insanların deliliklerini değil.

Tanrı her şeyi ölçüyle yaratmıştır. Ağırlık, sayı ve uzunluk.

Diğer tüm kanıtları bir yana bırakırsak başparmak bile benim Tanrı'nın varlığına inanmam için yeterlidir.

Aşk köprü kurmaktır. İnsanlar köprü kuracakları yerde, duvar ördükleri için yalnız kalırlar.

Sağlam bir tahmin olmadan, hiçbir büyük buluş yapılmamıştır.

Dünyaya nasıl göründüğümü bilmiyorum; ama ben kendimi, henüz keşfedilmemiş gerçeklerle dolu bir okyanusun kıyısında oynayan, düzgün bir çakıl taşı ya da güzel bir deniz kabuğu bulduğunda sevinen bir çocuk gibi görüyorum.

Biz düşüncelerimiz değiliz, biz düşüncelerimizin düşüncesiyiz.

Eğer diğer insanlardan benim için bir şeyler yapmalarını bekleseydim hiçbir şey yapamazdım.


Ben, benden öncekilerin omuzlarına tırmandığım için onlardan biraz daha ilerisini görebildim.

Eğer daha ileriyi gördüysem, devlerin omuzlarında durduğum için olmuştur.



Alexander Pope demiş ki
Doğa ve Doğanın yasası, karanlıkta saklıydı.
Tanrı: "Newton olsun!" dedi ve her şey aydınlandı.

Sir Isaac Newton'un Formülleri