ENERJİ
Fizikte iş yapmanın hedefi enerji aktarımıdır. Kuvvet uygulayarak gerçekleştirilen enerji alış-verişine iş denir. Sistemin iş yapabilme kabiliyeti enerji olarak tanımlanabilir.
Enerji skaler bir büyüklüktür. Yani enerjinin yönü, bileşeni ve uygulama noktası gibi vektörel özellikleri yoktur. Bir sisteme uygulanan kuvvet iş yapıyorsa yapılan iş enerjideki değişime eşittir.
Wdış = DEsistem = E2 – E1 dir.
Enerji çeşitleri oldukça fazladır. Mekanik enerji, ısı enerjisi, Güneş enerjisi, nükleer enerji, rüzgar enerjisi, bazı enerji çeşitleridir. İş birimleri ile enerji birimleri aynıdır.
Potansiyel Enerji
Cisimlerin yüksekliklerinden dolayı sahip oldukları enerjiye potansiyel enerji denir.
Bu enerji yer çekimi kuvvetinden kaynaklanır. m kütleli bir cismi yer seviyesinde h kadar yükseğe sabit hızla çıkarmak için yapılması gereken iş,
W = F . h = mg . h dir.
Yapılan işin enerji değişimine eşit olduğunu biliyoruz.
|
Cisim sabit hızla çıkarıldığı için kinetik enerji değişmemiştir. O halde yapılan iş, cismin potansiyel enerji değişimine eşittir. Buna göre, yerden h kadar yükseklikte cismin yere göre potansiyel enerjisi,
Ep = mg . h
bağıntısı ile bulunur. Burada h yüksekliği, cismin potansiyel enerjisi nereye göre soruluyorsa, oraya olan yüksekliktir.
|
|
Kinetik Enerji
Hareket halindeki cisimlerin sahip olduğu enerjiye kinetik enerji denir.
Kütlesi m, hızı v olan bir cismin kinetik enerjisi,
şeklinde tanımlanır. Kinetik enerji kütle ile hızın karesinin çarpımı ile doğru orantılıdır. Birimi Joule dir.
|
Kinetik enerji-hız grafiği şekildeki gibidir. Düz bir yolda cisme F kuvveti uygulandığında, yapılan iş cismin kinetik enerji değişimine eşit olur.
|
|
|
· Bir cismin sahip olduğu kinetik ve potansiyel enerjinin toplamına mekanik enerji denir. Em = Ep + Ek
· Net kuvvetin yaptığı iş, cismin kinetik enerjisindeki değişme miktarına eşittir.
· Yer çekimi kuvvetine karşı yapılan iş, cismin potansiyel enerji değişimine eşittir.
|
Sürtünmeden Dolayı Isıya Dönüşen Enerji
|
Sürtünmeli bir ortamda hareket eden cisimlere sürtünme kuvveti uygulandığını öğrenmiştik.
Sürtünme kuvveti hareketi engelleyici özelliği olduğu için cisimlerin mekanik enerjilerini azaltıcı etki yapar. Azalan mekanik enerji kadar enerji, ısı enerjisine dönüşür.
|
|
Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş,
Eısı = W = fs . Dx dir.
Buna göre, sürtünmeden dolayı ısıya dönüşen enerji, sürtünme kuvveti ve yer değiştirme miktarı ile doğru orantılıdır.
