ENERJİ
Fizikte enerji, enerji çeşitleri, mekanik , kinetik enerji ve potansiyel enerji. Yayda depolanan enerji. Çözümlü sorular.
Enerji fizikte "İş Yapabilme Yeteneği" olarak tanımlanır. Bununla birlikte doğada karşılaşılan her olay için aynı tanımı kullanmak zordur, enerji karşımıza değişik şekillerde çıkar. Evrende meydana gelen her şey bir enerji kullanmaktadır ve sonuçta yine bir enerji üretmektedir. Her fiziksel olaya bir enerji tanımı yapmakta olanaksızdır. İş yapabilme yeteneği tanımı daha çok mekanik enerji türleri için tanımlanmıştır.
Mekanik Enerji:
Bir sistem veya cisimde bulunan kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamına “mekanik enerji” denir.
Kinetik Enerji
Bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjiye “kinetik enerji” denir. Kinetik enerjiye sahip cisimlerin iş yapabilme yeteneği vardır. Bu enerji türüne hareket enerjisi de denir.
Bir cismin kinetik enerjisi
Ek = Kinetik Enerji (J)
m = kütle (kg)
v= hız (m/s)
Kinetik enerji birimi jouledir, kütle m ile gösterilir, birimi kilogramd (kg) dır, hız v ile gösterilir birimi (m/s) dir.
Uluslararası Birim Sisteminde kinetik enerji birimi olarak Joule (J) kullanılmaktadır.
Yapılan iş kuvvet ile cismin bu kuvvet etkisi altında aldığı yolun çarpımına eşittir.
İş Formülü
W = N.m = kg. m2 / s2
Örnek.
Kütlesi 1200 kg olan bir araç 60 m/s hiza sahiptir. Bu aracın kinetik enerjisi kaç joule’dir.
Çözüm
Ek = 1200 . 60.60 / 2
= 600.3600
= 2160000 J
Potansiyel Enerji
Cisimlerin konumlarından dolayı sahip oldukları enerjiye “potansiyel enerji” adı verilir. Barajlarda biriken sular, yüksekte bekletilen kütle potansiyel enerjiye sahiptir.
Yerçekim Potansiyel Enerjisi
Yerden belli bir yükseklikte bulunan cismin bulunduğu konum nedeniyle sahip olduğu enerjidir.
Ep = m.g.h
Ep = Potansiyel enerji, birimi joule’dür.
m = Cismin kütlesi, birimi kg’dır.
g = Yerçekimi ivmesi birimi m/s2 . dir. Değeri 9.80’dir. Çoğu soruda yaklaşık 10 olarak alınması istenir.
h = Cismin yerden yüksekliğidir, birimi metredir.
m.g ifadesi ağırlık olarak kabul edilir ve birimi Newton olarak alınır.
Bu durumda cismin potansiyel enerjisi
Ep = M.h (M=cismin ağırlığı)
Ep = M.h
Joule = Newton.metre
Örnek.
Kütlesi 10 kg olan bir cisim yerden 6 m yüksekte tutuluyor.
Cismin potansiyel enerjisi kaç J’dür. (g = 10 m/s2 )
Ep = m.g.h
Ep = 10.10.6
Ep = 600 J
Örnek
Kütlesi 6 kg olan bir cisim yerden 8 m yükseklikten serbest bırakılıyor. Bu cisim yere düşünceye kadar kaç W iş yapmış olur.(g = 10 m/s2 )
W = F.x
F kuvveti cisme etki eden yerçekimi kuvvetidir, buda cismin ağırlığını oluşturur.
F=m.g = 6.10 = 60 N
Cismin aldığı yol, yerden yüksekliği kadardır.
x = 8 m
W = 60.8 = 480 J
Esneklik Potansiyel Enerjisi
Yayda ve yay gibi sıkıştırılıp gerilebilen cisimlerde depolanan enerji türüdür.
Yayda depolanan potansiyel enerji aşağıdaki formülle bulunur.
Ep = Yayın sahip olduğu potansiyel enerji
k = yayın esneklik sabiti
x = sıkışma miktarı
Yukarıdaki denklem yayda depolanan potansiyel enerjiyi verir.
SANATSAL BİLGİ
19/08/2016