ESNEKLİK POTANSİYEL ENERJİSİ

11. sınıflar ve ygs fizik konusu. Yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi, yay üzerine yapılan iş. Hook yasası, yayda kuvvet, uzama ve katsayı ilişkisi. Çözümlü örnekler.


Bir yaya F kuvveti uygulanarak x kadar sıkıştırılırsa yay üzerinde;

W =1 . kx2 kadar iş yapılmış olur.
2



Bu iş aynı zamanda yayda depolanan potansiyel enerjiye eşittir.

Öte yandan F kuvveti ile x kadar sıkıştırılan yayın etki – tepki prensibi gereğince uyguladığı kuvvet;

Fyay = -k.x tir.

Yukarıdaki kuvvete geri çağırıcı kuvvet adı verilir. Bu kuvvet yayı x kadar geren veya sıkıştıran kuvvete eşit ve zıt yönlüdür. Bu yasaya Hook yasası adı verilir.

Yine yukarıdaki formülden bir yayı sıkıştırmak veya germek için bir kuvvet uygulandığında bu kuvvetin yayda oluşturabileceği sıkışma veya gerilme miktarı yayın esneklik katsayısı (k) na bağlıdır. k sabiti yaya özgü bir katsayıdır. k sabiti ne kadar büyük olursa yay o kadar az gerilir ve sıkışır.

Buna göre F kuvveti ile x kadar sıkıştırılan veya gerilen bir yay serbest bırakıldığında uygulayacağı kuvvet kendisini sıkıştıran F kuvveti kadar, yapacağı iş de kendisini sıkıştıran veya geren F kuvvetinin yaptığı iş kadar olur.

F = k.x

W = F.x
2



W = k.x.x

2



W = 1 . k.x2
2



Pyay =1 . k.x
2



Örnek:

yay_enerji1


Yukarıdaki şekilde yayı 0,4 m sıkıştırabilmek için gerekli kuvvet F = 32 N olduğuna göre yayın esneklik katsayısı (k) nı bulunuz.


Çözüm:

F = k.x

32 = 0,4 . k

k = 80 N/m


Örnek:

Yay sabiti 100 N/m olan bir yaya 25 N luk kuvvet uygulanıyor. Yayın sıkışma miktarını bulunuz.


Çözüm:

F = k.x

25 = 100.x

x =25
100



x = 0,25 m


Örnek:


Yay sabiti 300 N/m olan bir yaya 150 N’luk bir kuvvet uygulanıyor. Yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi kaç J’dur?

Çözüm:

Yayın sıkışma miktarını bulalım.

F = k.x

150 = 300.x

x = 0,5 m

150 N luk kuvvet yayı 0, 5 m sıkıştırır.

P =1 . k.x2
2



P =1 . 300 . (0,5)2
2



P =1 . 300 . 0,25
2



P = 37,5 J

Yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi 37,5 J olur.


Örnek:

50 N luk bir kuvvet sıkıştırma yoluyla bir yay üzerinde 20 J iş yaptığına göre, bu yayın sıkışma miktarını bulunuz.


Çözüm:

Yay üzerinde yapılan iş;

W = F.x
2



20 = 50.x
2



40 = 50x

x = 0,8 m



Örnek:

yay_enerji2


Yukarıda 3 kg kütleli cisim sıkışma katsayısı 150 N/m olan bir yayın ucuna bağlanmıştır. Sistem dengede olduğuna göre yayın uzama miktarını ve yayda depolanan potansiyel enerjiyi bulunuz.

(g = 10 m/s2 )

Çözüm:

Cisme etkiyen yerçekimi kuvveti F = 3.10 = 30 N dur. Bu kuvvet cismin ağırlığına eşittir. Cisim yayı ağırlığından dolayı gerer.

F = kx

30 = 150x

x = 0,2 m

Yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi ise;

P = 1 . kx2
2



P = 1 . 150 . (0,2)2
2



P = 1 . 150 .0,04
2



P = 3 J

Yaylar İçin Kuvvet – Uzama Grafiği

yay_enerji3


Yayın kuvvet – uzama grafiği. Grafiğin eğimi yayın uzama katsayısını verir. k = F/x





SANATSAL BİLGİ

27/01/2017

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
  • YGS - LYS KONULARI
  • 8. SINIF
  • 7. SINIF
  • 6. SINIF
  • BİLGİSAYAR - ELEKTRİK
  • GENEL MATEMATİK
  • BİRİM ÇEVİRİCİLER
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI