Bir cisme kuvvet uygulamak kadar, o kuvvetin ne kadar sürdüğü de önemlidir. Hafif bir kuvvet uzun süre etkili olduğunda, daha büyük ama kısa süreli bir kuvvetle aynı momentum değişimini oluşturabilir. İtme hesabı bu iki bilgiyi birleştirir: ortalama kuvveti, etki süresiyle çarparız. Sonuç kuvvetin kendisi değildir; kuvvetin zaman boyunca toplam etkisini anlatır.

Hesaplayıcıya ne yazmalısınız?

İlk kutuya hareketin seçtiğiniz doğrultusundaki ortalama kuvveti newton olarak yazın. İkinci kutuya bu kuvvetin kaç saniye etkili olduğunu yazın. Örneğin 30 N kuvvet yarım saniye etkiliyse kuvvet kutusuna 30, süre kutusuna 0,5 yazılır. Hesapla düğmesinden sonra sonuç 15 N·s görünür. Bu gösterimdeki nokta çarpma anlamındadır; sonucu “newton saniye” diye okuyabilirsiniz.

Kuvvetin yönünü de takip ediyorsanız bir yönü artı kabul edin. Ters yöndeki kuvvet eksi yazılabilir; süre eksi olamaz. Yönle ilgilenmediğiniz bir büyüklük hesabında kuvveti pozitif yazmanız yeterlidir. Araç kendiliğinden sağ, sol, yukarı veya aşağı yönü belirlemez.

Bir örneği birlikte çözelim

Bir arabacığa 12 N büyüklüğünde sabit net kuvvetin 3 saniye uygulandığını düşünelim. İşlem 12 × 3 = 36 olur. İtme 36 N·s, aynı doğrultudaki momentum değişimi de 36 kg·m/s’dir. Bunlar farklı iki olay değil, aynı sonucun eşdeğer birimlerle yazılmasıdır. Başlangıç momentumunu bilmiyorsak son momentumu henüz bilmiyoruz; yalnızca ne kadar değiştiğini buluyoruz.

Aynı kuvvet 1,5 saniye etkili olursa 12 × 1,5 = 18 N·s bulunur. Süre yarıya indiği için itme de yarıya iner. Kuvveti 24 N yapıp süreyi 1,5 saniyede tutarsak yeniden 36 N·s elde ederiz. Bu eşitlik, iki durumda en büyük kuvvetin veya hareketin her anının aynı olduğunu söylemez.

Milisaniyeyi önce saniyeye çevirin

Kısa temaslarda süre bazen milisaniye olarak verilir. 50 milisaniye, 50 saniye değil, 0,05 saniyedir. Ortalama kuvvet 200 N ise 200 × 0,05 = 10 N·s hesaplanır. Süre kutusuna yanlışlıkla 50 yazılması sonucu bin kat büyütür. Bu yüzden sayıdan önce birimi okuyun; milisaniye değerini saniyeye çevirmek için 1.000’e bölün.

Ortalama kuvvet ile en yüksek kuvvet aynı değildir

Gerçek bir temas boyunca kuvvet artıp azalabilir. Bu aracın istediği, temasın tamamına ait zaman ortalamasıdır. Örneğin kuvvet sıfırdan 100 N’a düzgün biçimde yükselip tekrar sıfıra düşüyorsa ve grafik simetrik üçgen biçimindeyse ortalama 50 N olur. Süre 0,2 saniyeyse itme 10 N·s’dir. En yüksek 100 N’u doğrudan yazmak 20 N·s verir ve bu örnekte sonucu iki katına çıkarır.

Bu ortalamayı bilmiyorsanız yalnızca en büyük kuvvetten doğru itme çıkarılamaz. Kuvvetin zamanla nasıl değiştiğini gösteren ölçüm veya uygun fizik modeli gerekir. Araç bir kuvvet-zaman grafiğini otomatik olarak okumaz.

Eksi sonuç nasıl okunur?

Artı yönü sağ kabul ettiğimizde sola doğru 20 N kuvvetin 0,4 saniyelik etkisi −8 N·s olur. Bu, momentumun seçilen sağ yönüne göre 8 birim azaldığını belirtir. Cisim sağa gidiyorsa yavaşlayabilir; başlangıç hareketi bilinmeden kesin olarak durduğunu söyleyemeyiz. Eksi işaret, “hesap yanlış” uyarısı değildir.

Sonucu hangi amaçla kullanabilirsiniz?

Bu hesap sabit veya ortalaması bilinen kuvvet için eğitim amaçlıdır. Çarpışma güvenliği, koruyucu ekipman seçimi ya da bir yapının dayanımı yalnızca itmeden belirlenmez. Tepe kuvvet, temas alanı, malzeme ve hareketin ayrıntıları ayrıca önem taşır. Sonucu yorumlarken önce kuvvetin net olup olmadığını, sonra yönü ve süre birimini kontrol edin. Bu üç kontrol, doğru çarpmanın yanlış fiziksel duruma uygulanmasını önler.