Fizik, doğadaki olayları açıklamak ve anlamak için matematiksel modeller kullanan bir bilim dalıdır. Fizikte, kuvvet, kütle ve hareket gibi temel kavramlar, cisimlerin nasıl davrandığını ve etkileşime girdiğini tanımlamak için kullanılır. Bu kavramları anlamak, fizikteki daha ileri konuları öğrenmek için önemlidir.
Kuvvet, bir cismin hareketini veya şeklini değiştiren bir etkidir. Kuvvetler, itme veya çekme olarak tanımlanabilir. Kuvvetin hem büyüklüğü hem de yönü vardır, bu yüzden vektörel bir büyüklüktür. Kuvvetin birimi newton (N) olarak adlandırılır. Kuvvetler, kütleçekim, elektromanyetizma, elastiklik, sürtünme gibi farklı türlerde olabilir. Kuvvetler, bir cisme uygulandığında, cismin momentumunu değiştirir. Momentum, bir cismin kütlesi ile hızının çarpımıdır. Newton’un ikinci yasasına göre, bir cisme uygulanan net kuvvet, cismin kütlesi ile ters orantılı olarak cismin ivmesine eşittir. İvme ise, bir cismin hızındaki değişim oranıdır. Formülle ifade etmek gerekirse:
F=ma
Burada F net kuvvet, m kütle, a ivme dir. Bu formül, sabit kütleli cisimler için geçerlidir. Kütle değişen cisimler için, kuvvet, cismin momentumundaki değişim oranına eşittir. Yani:
F=dtdp
Burada p momentum, t zaman dır. Bu formül, roketler, jetler gibi cisimler için kullanılabilir.
Kütle, bir cisimdeki madde miktarını gösteren bir ölçüdür. Kütle, bir cismin ataletini veya hareket halindeki değişime karşı direncini belirler. Yani, büyük kütleli bir cisim, küçük kütleli bir cisimden daha zor hareket ettirilir veya durdurulur. Kütle, bir cismin ağırlığı ile karıştırılmamalıdır. Ağırlık, bir cismin kütleçekim kuvveti ile çekildiği kuvvettir. Ağırlık, kütleçekim alanının şiddetine bağlı olarak değişir, ancak kütle değişmez. Kütle, kilogram (kg) olarak ölçülür. Ağırlık ise, newton (N) olarak ölçülür. Kütle ve ağırlık arasındaki ilişki şöyledir:
W=mg
Burada W ağırlık, m kütle, g yerçekimi ivmesi dir. Yerçekimi ivmesi, yeryüzünde yaklaşık olarak 9.8 m/s^2 dir. Bu değer, yükseklik, enlem, yerel yoğunluk gibi faktörlere göre değişebilir.
Hareket, bir cismin konumunun zamanla değişmesidir. Hareket, bir referans noktasına göre tanımlanır. Bir cismin hareketini tanımlamak için, hız, ivme, yörünge gibi kavramlar kullanılır. Hız, bir cismin birim zamanda aldığı yolun büyüklüğüdür. Hızın hem büyüklüğü hem de yönü vardır, bu yüzden vektörel bir büyüklüktür. Hız, metre/saniye (m/s) olarak ölçülür. Hız, zamanla değişebilir veya sabit kalabilir. Hızın zamanla değişim oranına ivme denir. İvme, metre/saniye^2 (m/s^2) olarak ölçülür. İvme, bir cismin hızlanmasına veya yavaşlamasına neden olur. Bir cismin hareket ettiği yolun şekline yörünge denir. Yörünge, düz çizgi, daire, elips, parabol, hiperbol gibi farklı şekillerde olabilir. Bir cismin yörüngesi, üzerine etkiyen kuvvetlerin doğasına bağlıdır.
Kuvvet, kütle ve hareket arasında yakın bir ilişki vardır. Kuvvet, bir cismin hareketini değiştirebilir. Kütle, bir cismin hareketine karşı gösterdiği direnci belirler. Hareket, bir cismin konumunun zamanla nasıl değiştiğini gösterir. Bu kavramları anlamak, fizikteki daha ileri konuları öğrenmek için önemlidir.
