SÜRTÜNME ENERJİSİ

Fizikte sürtünme enerjisi, sürtünme kuvvetinin yaptığı iş, enerji denklemi, iş enerji ilişkisi. Çözümlü sorular.

Sürtünme mekanik enerjinin bir bölümünün ısı enerjisine dönüşerek kaybolmasına ve veriminin düşmesine sebep olmaktadır.

Sistem içerisinde pürüzlü yüzeyler veya birbirine temas eden yüzeylerde bu yüzeylerin harekete karşı yönde bir kuvvet uygulaması sonucu ısı şeklinde açığa çıkan enerjiye “sürtünme enerjisi” denir.

Bir kuvvet bir cismi hareket ettiriyorsa ve bu cisim ile cismin hareket ettiği yüzey pürüzlü ise harekete ters yönde etki eden bir sürtünme kuvveti oluşur. Cisme etki eden net kuvvet ise uygulanan F kuvveti ile bu kuvvete ters yöndeki sürtünme kuvvetinin farkına eşit olur.

Sürtünmeli yüzeylerde harcanan enerjinin bir kısmı sürtünme kuvvetini yenmek için harcanmış ve işe dönüşmemiştir.

Sürtünmenin faydalı olduğu yerlerde vardır, fakat fizikte amaç faydalı olmayan sürtünmeyi mümkün olan en az seviyeye indirmektir. 

Sürtünme Kuvvetinin Yaptığı İş

Sürtünmeli bir yüzeyde bir cisim hareket ettirilirse, sürtünme kuvveti cisim üzerinde iş yapar. Sürtünme kuvveti cismin hareketine ters yönde olduğundan (-) ile gösterilir.


 

Ws   = - Fs  . ∆x

İş - Enerji İlişkisi 

Bir sistem üzerine yapılan iş, cismin enerjisindeki değişime eşittir.

W = ∆Ek     

W = Eson   - Eilk  = ∆Ek    


∆Ek  = Ek2  - Ek1   


∆Ek  = son kinetik enerji ile ilk kinetik enerjinin farkıdır.


 Ek1  = ilk kinetik enerji

 Ek1  = Son kinetik enerji

Örnek

Başlangıçta hareketsiz duran bir cisme 20 N luk bir kuvvet etki ediyor. Bu kuvvete karşı oluşan sürtünme kuvvetinin değeri ise 3 N oluyor.

Cisim 15 m yol alıyor.

Cisme etki eden F kuvveti nin yaptığı iş kaç J dur.


Çözüm

20 N luk bir kuvvet bir cismi 15 m hareket ettirmişse bu kuvvetin yaptığı iş


W = F. ∆x

W = 20.15 = 300 J


Örnek

Başlangıçta hareketsiz duran bir cisme 16 N luk bir kuvvet etki ediyor. Bu kuvvete karşı oluşan sürtünme kuvvetinin değeri ise 4 N oluyor.


Cisim bu kuvvetler etkisinde 12 m yol alıyor.

Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş kaç J’dür


Çözüm

Ws  = - Fs  . ∆x

Ws  = - 4. 12 = -48 J


Örnek 

Başlangıçta hareketsiz duran bir cisme 15 N luk bir kuvvet etki ediyor. Bu kuvvete karşı oluşan sürtünme kuvvetinin değeri ise 2 N oluyor. Cisim 10 m yol alıyor.


Cismin kazandığı kinetik enerji kaç joule’dür.

Çözüm


Cismin son kinetik enerjisi ile ilk kinetik enerjisi arasındaki fark

∆Ek  = Ek2   - Ek1    


Başlangıçta cisim hareketsiz olduğundan kinetik enerjisi de 0’dır

∆Ek = Ek2   - 0

İş kuvvet ile cismin kuvvet doğrultusunda aldığı yola eşitti. Burada iki kuvvet ve sabit bir yol var.

 ∆Ek   = WF   + Ws    

WF   + Ws   = Ek2     

 WF  = Kuvvetin yaptığı iş = 15.10 = 150 J

Ws   = Sürtünmenin yaptığı iş = - 2.10 = -20 J

WF   + Ws  = Ek2  formülünde yerine koyarsak

150 – 20 = 130 J


Örnek

Başlangıçta sabit duran bir cisme 25 N luk bir F kuvveti uygulanıyor, cisim 20 m yol alıyor. Cisme etki eden sürtünme kuvveti ise 3 N dur.

Sürtünmede dolayı ısıya dönüşen enerjiyi ( Ws   ) ve cismin kazandığı kinetik enerjiyi (∆Ek  ) bulunuz. 


Sürtünmeden dolayı oluşan enerji

 WS  = -Fs. ∆x

 WS  = -3.20 = -60 J

F kuvvetinin yaptığı iş

 WF  = 25.20 = 500 J

Cisim üzerine yapılan net iş onun kinetik enerjisindeki değişime eşittir.


Cisim üzerine yapılan net iş WF + WS  = 500 – 60 = 440 J dür.

 ∆Ek  = 440 J

Verim

Sistemden alınan enerjinin sisteme verilen enerjiye oranına verim denir. Doğada verimi 100% olan bir makine yoktur.


Verim = ( Sistemden Alınan Enerji)/(Sisteme Verilen Enerji)



     


SANATSAL BİLGİ

19/08/2016



  • 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