DERSİN KODU: EBP103 DERSİN ADI:TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ BÖLÜM: 5 DERS HOCASI: PROF.DR.HÜSEYİN ÜNVER

Benzer belgeler
ĐŞ GÜÇ ENERJĐ. Zaman. 5. Uygulanan kuvvet cisme yol aldıramıyorsa iş yapılmaz. W = 0

İş, Güç ve Enerji. Fiz Ders 7. Sabit Bir Kuvvetin Yaptığı İş. Değişen Bir Kuvvetin Yaptığı İş. Güç. İş-Kinetik Enerji Teoremi

ENERJİ. Konu Başlıkları. İş Güç Enerji Kinetik Enerji Potansiyel Enerji Enerji Korunumu

GÜÇ Birim zamanda yapılan işe güç denir. SI (MKS) birim sisteminde güç birimi

FİZİK PROJE ÖDEVİ İŞ GÜÇ ENERJİ NUR PINAR ŞAHİN 11 C 741

Potansiyel Enerji. Fiz Ders 8. Kütle - Çekim Potansiyel Enerjisi. Esneklik Potansiyel Enerjisi. Mekanik Enerjinin Korunumu

İŞ Bir F kuvveti uygulandığı cismin yer değiştirmesini sağlıyor ise bu kuvvet cisim üzerine iş yapıyor demektir. İş W sembolü ile gösterilir.

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DERSİN KODU: EBP103 DERSİN ADI:TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ BÖLÜM: 1 DERS HOCASI: PROF.DR.HÜSEYİN ÜNVER

Fizik 203. Ders 5 İş-Enerji- Momentum Ali Övgün. Ofis: AS242 Fen ve Edebiyat Fakültesi Tel:

İŞ : Şekilde yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvveti görülmektedir. Parçacık A noktasından

Düzgün olmayan dairesel hareket

Fizik 101-Fizik I

Video 01. Bir kuvvet, etkidiği cismin yerini değiştirebiliyorsa iş yapılıyor denir. İşin oluşabilmesi için kuvvet gerek şarttır.

Enerjinin varlığını cisimler üzerine olan etkileri ile algılayabiliriz. Isınan suyun sıcaklığının artması, Gerilen bir yayın şekil değiştirmesi gibi,

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DİNAMİK Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ HAREKET

Video Mekanik Enerji

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

RİJİT CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ: ENERJİNİN KORUNUMU

Sistem Dinamiği. Bölüm 3- Rijit Gövdeli Mekanik Sistemlerin Modellenmesi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

DİNAMİK 01 Giriş ve Temel Prensipler

2. POTANSİYEL VE KİNETİK ENERJİ 2.1. CİSİMLERİN POTANSİYEL ENERJİSİ. Konumundan dolayı bir cismin sahip olduğu enerjiye Potansiyel Enerji denir.

Newton un ikinci yasası: Bir cisim ivmesi cisim üzerine etki eden toplam kuvvet ile doğru orantılı cismin kütlesi ile ters orantılıdır.

5 kilolitre=..lt. 100 desilitre=.dekalitre. 150 gram=..dag g= mg. 0,2 ton =..gram. 20 dam =.m. 2 km =.cm. 3,5 h = dakika. 20 m 3 =.

4.1 denklemine yakından bakalım. Tanımdan α = dω/dt olduğu bilinmektedir (ω açısal hız). O hâlde eğer cisme etki eden tork sıfır ise;

elde ederiz. Bu son ifade yeniden düzenlenirse,

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik I Ders İkinci Ara Sınavı

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

KUVVET, MOMENT ve DENGE

Kütlesi 10 kg olan bir taş yerden 5 m yüksekte duruyor. Bu taşın sahip olduğu potansiyel enerji kaç Joule dür? (g=10n/s2)

Newton un II. yasası. Bir cismin ivmesi, onun üzerine etki eden bileşke kuvvetle doğru orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

Kinetik Enerji ve İş-Kinetik Enerji Teoremi. 2. Bir cismin kinetik enerjisi negatif bir değere sahip olabilir mi? Açıklayınız.

[9.SINIF FİZİK 2.ÜNİTE]

Etki ( Impulse ) ve Momentum. Dr. Murat Çilli Sakarya Üniversitesi Beden Eğitimi ve Spor Yüksekokulu Antrenörlük Eğitimi Bölümü

9. SINIF FİZİK YAZ TATİLİ ÖDEV KİTAPÇIĞI. MEV Koleji Özel Ankara Okulları

İÇİNDEKİLER xiii İÇİNDEKİLER LİSTESİ BÖLÜM 1 ÖLÇME VE BİRİM SİSTEMLERİ

Fizik 101: Ders 9 Ajanda

DİNAMİK TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ

Güç, enerji ve kuvvet kavramları, birimler, akım, gerilim, direnç, lineerlik nonlineerlik kavramları. Arş.Gör. Arda Güney

Fiz 1011 I. Vize UYGULAMA

KİNETİK ENERJİ, İŞ-İŞ ve ENERJİ PRENSİBİ

: MAXWELL TEKERLEĞİ. Deneyin Adı Deneyin Amacı

Bölüm 9: Doğrusal momentum ve çarpışmalar

Bir kuvvetin yaptığı işi bulmak için, kuvvetin büyüklüğü ile cismin yaptığı yer değiştirmeyi bilmek

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

6. Kütlesi 600 g ve öz ısısı c=0,3 cal/g.c olan cismin sıcaklığı 45 C den 75 C ye çıkarmak için gerekli ısı nedir?

Hareket Kanunları Uygulamaları

İÇİNDEKİLER

HARRAN ÜNİVERSİTESİ 2016 YILI ZİRAAT FAKÜLTESİ FİNAL SINAVI SORU ÖRNEKLERİ

Giriş Bir çok mekanik problemi Newton yasaları ile çözülebilir, ancak bu teknik bazı problemlerin çözümünde yetersiz kalabilir yada çok zor bir yaklaş

1. BÖLÜM FİZİĞİN DOĞASI - VEKTÖRLER DENGE - MOMENT - AĞIRLIK MERKEZİ

GÜZ YARIYILI FİZİK 1 DERSİ

Fizik 101: Ders 21 Gündem

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik I Dersi Final Sınavı

ÜNİTE: KUVVET ve HAREKETİN BULUŞMASI - ENERJİ KONU: İş Yap, Enerji Aktar

7. Sınıf Fen ve Teknoloji. KONU: Enerji

Sistem Dinamiği. Bölüm 4-Mekanik Sistemlerde Yay ve Sönüm Elemanı. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise, cisim ya durur, ya da bir doğru boyunca sabit hızla hareketine devam eder.

2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

Hareket Kanunları. Newton un Hareket Kanunları. Fiz 1011 Ders 5. Eylemsizlik - Newton un I. Yasası. Temel - Newton un II. Yasası

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Bölüm 8: Potansiyel Enerji ve Enerjinin Korunumu

Kuvvet. Kuvvet. Newton un 1.hareket yasası Fizik 1, Raymond A. Serway; Robert J. Beichner Editör: Kemal Çolakoğlu, Palme Yayınevi

FİZİK 109 ÖRNEK SORULAR (3) 52) M=5 kg kütleli bir cisim A noktasından serbest bırakılıyor. Cismin B ve C noktalarındaki süratini hesaplayınız.

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

E = U + KE + KP = (kj) U = iç enerji, KE = kinetik enerji, KP = potansiyel enerji, m = kütle, V = hız, g = yerçekimi ivmesi, z = yükseklik

.O Noktasından donecek olan cismin - 5 mgh, bunun 3 mgh ı L Noktasına vardıgı anda gıdecektır.

Gerçekte yükler yayılı olup, tekil yük problemlerin çözümünü kolaylaştıran bir idealleştirmedir.

2. Konum. Bir cismin başlangıç kabul edilen sabit bir noktaya olan uzaklığına konum denir.

ENERJİ DENKLİKLERİ 1

KKKKK VERİLER. Yer çekimi ivmesi : g=10 m/s 2. Metrik Ön Takılar sin 45 = cos 45 = 0,7

V = g. t Y = ½ gt 2 V = 2gh. Serbest Düşme NOT:

Fizik 101-Fizik I

İŞ Bir F kuvveti uygulandığı cismin yer değiştirmesini sağlıyor ise bu kuvvet cisim üzerine iş yapıyor demektir. İş W sembolü ile gösterilir.

HAREKET HAREKET KUVVET İLİŞKİSİ

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ (Kinetik Enerji)

3. EĞĐK DÜZLEMDE HAREKET Hazırlayanlar Arş. Grv. M. ERYÜREK Arş. Grv. H. TAŞKIN

KAYNAK DÖNÜŞÜMÜ NORTON-THEVENIN ve SÜPERPOZİSYON TEOREMLERİ & İŞ-GÜÇ-ENERJİ

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar

VERİLER. Yer çekimi ivmesi : g=10 m/s 2

1. STATİĞE GİRİŞ 1.1 TANIMLAR MEKANİK RİJİT CİSİMLER MEKANİĞİ ŞEKİL DEĞİŞTİREN CİSİMLER AKIŞKANLAR MEKANİĞİ DİNAMİK STATİK

ELK-301 ELEKTRİK MAKİNALARI-1

DENEY 2. Statik Sürtünme Katsayısının Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

KKKKK. Adı Soyadı : Numarası : Bölümü : İmzası : FİZİK I

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

Sarmal Yaylar esnek cisimler

Fizik 101: Ders 7 Ajanda

Doğrusal Momentum ve Çarpışmalar Doğrusal Momentum ve Korunumu

STATİK MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN

Fizik-1 UYGULAMA-7. Katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönmesi

Fizik 101-Fizik I Hareket Kanunları. Nurdan Demirci Sankır Ofis: 325, Tel:4331 Enerji Araştırmalrı Laboratuarı (YDB- Bodrum Kat) İçerik

Transkript:

DERSİN KODU: EBP103 DERSİN ADI:TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ BÖLÜM: 5 DERS HOCASI: PROF.DR.HÜSEYİN ÜNVER

Bölüm Hedefi BÖLÜM 5: İŞ, GÜÇ VE ENERJİ En önemli fizik kavramlarından birisi enerjidir. Enerjiyi, belki de iyi tanımlayamadığımızdan enerji üretiminden söz ediyoruz. Gerçekte, enerjinin korunumu yasası bize enerjinin üretilemeyeceğini ancak enerjinin bir şekilden diğerine, başka bir ifadeyle kullanılabilir enerji türüne dönüşebileceğini söylemektedir. Elektrik enerjisine bu gözle bakıldığında günlük yaşamda sıkça kullanılan elektrik enerjisi üretimi ifadesinin ne derece doğru olduğu ortadadır. En büyük enerji kaynağımız Güneş tir. Kullandığımız enerji kaynakları güneş enerjisinin depolanmış halinden başka nedir ki? Enerji, günlük kullanımda ısınmak için kullandığımız yakıtla, aydınlanma veya elektrikli aletleri çalıştırmak için elektrikle veya tükettiğimiz yiyeceklerle eş değer düşünülür. Oysa sözü geçen tüm bu örnekler, enerjinin işlevini yerine getirmekle birlikte enerjiyi tanımlayamazlar. Aslında enerjinin kesin bir tanımını yapmak da mümkün değildir. Ancak birçok kaynakta da enerjinin iş yapabilme yeteneği olduğu söylenir. Enerji gibi günlük hayatta sıklıkla kullandığımız diğer iki kavram iş ve güç kavramlarıdır. Bu bölümde fiziksel anlamda iş, iş ve enerji arasındaki ilişki enerji çeşitleri, güç, mekanik enerjinin korunumu kavramlarından bahsedilecektir.

5.1. İş İş kelimesi günlük hayatımızda en çok kullanılan kelimelerin başında gelir. Günlük yaşamda fiziksel ve zihinsel etkinliklerin ifadesi için kullanılan iş kelimesinin fizikte kesin ve tartışmaya meydan vermeyecek bir tanımı bulunmaktadır. Örneğin TV seyretmek veya güneşlenmek günlük hayatımızda bir iş yapma olarak ifade edilse de fizikte, böyle bir etkinlik iş olarak tanımlanmaz. Fizikteki iş kavramı günlük hayatta kullandığımız iş kavramından biraz farklıdır. Örneğin büyükçe bir kayayı yerinden oynatabilmek için sabahtan akşama kadar uğraşırsınız ve bu çalışmanın sonucunda kan ter içinde kayayı yerinden kımıldatamadan geceyi edersiniz. Gece size ne yapığınız sorulduğunda iş yaptım diyebilir misiniz? Günlük hayatta söylersiniz ama fiziksel olarak hiçbir iş yapmış sayılmazsınız. Fizikte bir cisme kuvvet uygulandığında cisim hareket ediyorsa cismin hareketi kadar iş yapılmış sayılır. İş skaler bir büyüklük olup W sembolü ile gösterilir, SI birim sisteminde birimi Nm ya da joule (J) olarak verilir.

İşin, fizikteki tanımı kesin olup ölçülebilen bir niceliği ifade eder. Yatay kuvvetin yaptığı iş Şekil de görüldüğü gibi m kütleli bir cisme yatay bir F kuvveti etki ederek bu cismin X kadar yer değiştirmesine neden olduğunda F kuvvetinin yaptığı iş: eşitliği ile tanımlanır.

Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi F kuvveti yatayla 0 açısı yaptığı durumda yapılan iş kuvvetin yatay bileşeni ( F = F.Cos0) ile yer değiştirmenin çarpımına eşittir

a) Sürtünme kuvvetin yaptığı işi bulunuz. b) Net kuvvetin yaptığı işi bulunuz.

Örnek

5.2. Bir Cismi Kaldırmakla Yapılan İş

5.3 Sürtünme Kuvvetinin Yaptığı İş Daha önce (Bölüm 4-Dinamik) bahsedildiği gibi sürtünme kuvveti, statik sürtünme kuvveti ve kinetik sürtünme kuvveti diye ikiye ayrılır. Statik sürtünme kuvvetinin etki ettiği durumlarda cismin konumunda bir değişiklik olmayacağı için ( x=0) statik sürtünme kuvveti, cisim üzerinde herhangi bir iş yapmaz. Kinetik sürtünme kuvveti ise cisimlerin hareketi esnasında etki eden kuvvetlerdendir. Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş, W = F s. Ԧs = F s. Ԧs (5.7) ifadesi ile hesaplanır. Not 5.5 Sürtünme kuvvetleri hakkında detaylı bilgi almak için 4. Bölümün 4.6. başlığına tekrar bakabilirsiniz.

5.4. Değişken Kuvvetin Yaptığı İş Konuma bağlı olarak değişen kuvvetlerin yaptıkları iş, integral işlemiyle hesaplanır. Örneğin Şekil 5.7 deki gibi x konum koordinatı ile değişen bir ԦF(x) kuvvetinin etkisi altında x i konumundan x s konumuna +x yönünde Ԧs kadar yer değiştiren bir cisim üzerinde ԦF(x) kuvvetinin yaptığı iş, x W = s xi F x dx (5.8) integrali ile bulunur. Şekil 5.7 Değişen kuvvetin yaptığı iş Cismin küçük bir x yer değiştirmesi yaptığını düşünürsek, kuvvetin x bileşeni, ԦF(x) bu aralıkta yaklaşık olarak sabit kabul edilebilir. Bu durumda çok küçük yer değiştirme için kuvvetin yaptığı iş, W F x x olur.

Yer değiştirmeler sıfıra yaklaşırsa, toplamdaki terimlerin sayısı sonsuza gider [Şekil 5.8 (a)]. Fakat toplamın değeri, F x eğrisi ise x ekseninin sınırladığı gerçek alana eşit sonlu bir değere yaklaşır [Şekil 5.8 (b)] Şekil 5.8 Değişen kuvvetin yaptığı iş

5.5. Kuvvet Yol Grafikleri Kuvvet yer değiştirme grafiklerinden toplam işin bulunması

Örnek Verilen grafikte yapılan toplam işi bulunuz. Kuvvet yol grafiği

5.6. ENERJİ Enerji kelimesi de iş kelimesi gibi günlük hayatımızda sıklıkla kullandığımız kelimelerdendir. Enerjinin tanımını yapmak oldukça zordur. Ancak, etkilerini göz önüne alarak enerjiyi bir cisim veya sistemin iş yapabilme yeteneği olarak tanımlayabiliriz. Enerji, günlük hayatımızda varlığı ile değil, yokluğu ile kendini hissettirmektedir. Aslında enerji iş yapabilme yeteneğidir. 5.6. 1. POTANSİYEL ENERJİ olur. Potansiyel enerji skaler bir büyüklük olup birimi joule (J) dur. Potansiyel enerjinin daima bir konuma göre tanımlandığım hatırdan çıkarmamak gerekir.

5.6. 2 YAYIN POTANSİYEL ENERJİSİ

5.6.3 Kinetik Enerji Kinetik enerji, hareket halindeki cisimlerin hızlarından dolayı sahip oldukları enerji çeşididir. O halde, doğrusal (lineer), dönme veya titreşim hareketi yapan tüm cisimler kinetik enerjiye sahiptir. Ancak bu bölümde sadece düz bir düzlem üzerinde doğrusal hareket yapan cisimlerin sahip oldukları kinetik enerjiyle ilgileneceğiz. Doğrusal hareket yapan bir cismin sahip olduğu kinetik enerji cismin kütlesi ve cismin hızının karesiyle doğru orantılıdır. Kinetik enerji genellikle K sembolüyle gösterilir, K = 1 2 mv2 (5.9) denklemi ile tanımlanır. Not 5.7 Bir cismin sahip olduğu kinetik enerji asla negatif olamaz. Not 5.8 Kinetik enerjinin birimi Joule (J) dür.

Enerjinin elektrik enerjisi, ısı enerjisi, nükleer enerji, mekanik enerji gibi çeşitleri vardır. Bir cisim veya sistem enerji harcamışsa iş yapmış, ya da iş yapmışsa enerji harcamıştır. O halde iş ve enerji birimleri aynı olup her ikisinin de birimi joule (J) dur. Bir cismin veya sistemin potansiyel ve kinetik enerjileri toplamına mekanik enerji denir. Koşan bir çocuğun, fırlatılan bir taşın kinetik enerjisinden söz edileceği gibi barajlarda biriken suyun, ağaçtaki meyvenin, çatıdan sarkan buz saçaklarının potansiyel enerjisinden söz edebiliriz. Cisimlerin potansiyel ve kinetik enerjisinden başka dönmelerinden dolayı sahip oldukları dönme kinetik enerjisi adını verdiğimiz bir enerjisi vardır. Bu enerji, ile verilir. Burada I cismin eylemsizlik momentini, w ise açısal hızını göstermektedir. O halde zeminde kaymadan dönerek ilerleyen, örneğin bir otomobil tekerleğinin enerjisi, kinetik ve dönme kinetik enerjilerinin; toplamı olacaktır.

Örnek

5.7. Enerjinin Dönüşümü Enerjinin doğada çok çeşitli biçimlerde bulunduğundan söz etmiştik. Enerji bir biçimden diğerine dönüşebilir. Örneğin kimyasal enerji elektrik enerjisine, ısı enerjisi mekanik enerjiye dönüşebilir. Bu dönüşümler termodinamik yasaları çerçevesinde yürümektedir. Enerjiyi belki de önemli kılan bu dönüşüm özelliğidir. Bu dönüşümlerde toplam enerji sabit kalmaktadır. Enerji dönüşümü biyoloji, kimya, fizik gibi temel bilimlerle mühendislik bilimlerinin esasını oluşturur. Burada şu noktayı ifade etmekte fayda vardır. Enerji dönüşümleri bire bir dönüşümle gerçekleşmez. 1 J luk elektrik enerjisi için 4 J luk ısı enerjisine ihtiyaç vardır. Elektrik enerjisini kıymetli kılan bu dönüşümdür. Çünkü, 1 J luk elektrik enerjisi için ne kadar petrol, kömür, doğalgazın yakıldığını yada barajlardan su bırakıldığını hesaplamak gerekir. Bu durumda En ucuz enerji, tasarruf edilen enerjidir ifadesinin önemi bir kez daha ortaya çıkmaktadır. Isının mekanik eşdeğeri, 1cal=4,18J dur. Kalori (cal) günlük hayatta kullandığımız bir enerji birimidir.

5.8. İş Enerji Teoremi

5.10. GÜÇ Birim zamanda yapılan iş miktarına güç denir, t zamanında yapılan iş W ise, güç; olarak tanımlanır. Gücün birimi joule/saniye (J/s) olup, watt (W) olarak isimlendirilir. W=F.x ifadesini yukarıdaki eşitlikte yerine koyarsak elde edilir. 1 BG=736 W olup 1BG (beygir gücü) pratikte kullanılan güç birimidir, wattsaat (W h), 1W güç harcanarak 1 saatte yapılan iş olup 3600 J e eşittir. 1 kilowattsaat (k W h)=103 W h=3,60.10s J olarak tanımlanır.

5.11. Verim Günlük hayatımızda kullandığımız makineler (otomobil, tost makinesi, elektrikli traş makinesi, güneş kollektörü v.b) bir çeşit enerjiyi başka çeşit enerjiye dönüştüren sistemlerdir. Bu çevrim sırasında sürtünmeler nedeniyle enerji kaybı söz konusudur. Dolayısıyla makinelerden alınan enerji, harcanan enerjiden daha azdır. Bir makinenin aldığı enerjinin verdiği enerjiye oranı o makinenin verim i olarak tanımlanır ve ] ile gösterilir. (Kazanılan Enerji) (Harcanan Enerji )

5.14. Mekanik Enerji ve Korunumu Mekanik enerji, bir iş yapabilmek için gerekli olan enerjidir. Mekanik enerji, cisimlerin sahip olduğu kinetik enerji ve potansiyel enerjinin toplamıdır. E K + U Birçok kitapta, enerji tanımı olarak iş yapabilme yeteneğidir ifadesi kullanılır. Bu tanım daha çok mekanik enerji tanımına uyar. Çünkü ister kinetik enerji ister potansiyel enerji türünde olsun mekanik enerjiye sahip her parçacık iş yapabilme yeteneğine sahiptir. Enerjinin genel bir tanımını yapmak ise oldukça zordur. Enerjinin bir biçiminde bir azalma olursa, başka biçimlerinde eşit bir artış olur. Örneğin Şekil 5.15 de tüm sürtünme kuvvetlerinin ihmal edildiği bir ortamda sadece kütle çekim kuvvetinin etki ettiği bir sistem örneği verilmektedir. Bu sistemde 100 m yükseklikten ilk hızsız olarak harekete başlayan bir kayakçının yere inişi sırasında kaybettiği potansiyel enerji kadar kinetik enerji kazanarak toplam mekanik enerjinin korunduğu görülmektedir.

Şekil 5.15 Enerji Korunumu-Bir Kayakçının Enerji Dönüşümü Şekil 5.15 de görüldüğü gibi, yalıtılmış bir sisteme kütle çekim kuvveti gibi sadece korunumlu kuvvetler etkidiğinde, sistemin kaybedeceği (ya da kazanacağı) potansiyel enerji, kinetik enerjideki eşit miktarda bir artışla (ya da kayıpla) dengelenir. Enerjinin bu iki türü olan kinetik enerji ve potansiyel enerjinin bu dengelenişi mekanik enerjinin korunumu olarak bilinir.

Sorular Soru 1 Şekilde görülen cismin üzerine etki eden 20 N luk kuvvetin 5m lik yol sonunda yaptığı iş 80 J ise, sürtünme kuvveti nedir?

Soru 2 Bir işçi yatay bir yolda 25 kg kütleli bir çimento torbasını sırtında yatay bir yolda 10 m taşıyor. İşçinin yaptığı iş kaç J dur?

Soru 3 Kütlesi 5 kg olan 2 m uzunluğundaki homojen bir çubuk şekildeki gibi yatay durumdan düşey duruma getirilmek isteniyor. Yapılması gereken iş kaç J dur?

Soru 4 Kütlesi 1 kg olan bir cismin kinetik enerjisi 2 J dur. Bu cismin hızı kaç m/s2 dir?

Soru 5 Bir cisme hareket doğrultusuna paralel olan, fakat büyüklüğü ve yönü şekildeki gibi değişen bir kuvvet uygulanıyor. Cismin 40 m sonunda kinetik enerjisi kaç J değişir?

Soru 6 Kütlesi 1800 kg olan otomobilin hızı, sürücü tarafından frene basılarak 30 m lik bir yol içerisinde hızı 40 m/s den 30 m/s ye düşürülüyor. Hızı azaltan fren kuvveti kaç N dur?

Soru 7 Şekildeki gibi A noktasından bırakılan 2 kg kütleli bir cismin B noktasından geçerken hızı kaç m/s olur? (Sürtünme yok) (g=10 m/s2)

Soru 8 Elektrikle çalışan bir su motoru yerden 5 m yüksekte bulunan depoya 10 dakikada 500 litre su çıkarıyor. Motorun gücü kaç W dır? (g=10 m/s2)

Soru 9

Soru 10

Bilim Tarihi James Prescott Joule (24/12/1818 11/10/1889) İngiliz Fizikçi James Prescott Joule 24 Aralık 1818 de İngiltere nin kuzeyindeki Salford bölgesinde doğdu. Babası, İngiltere de başarılı bir bira yapımcısı idi. Kendisi de 1837-1856 yılları arasında babasının bira fabrikasında çalıştı. Onun ısı ya olan merakı yirmili yaşlarındaki bu çalışma hayatında kullandığı buharlı motorlarla (lokomotifler) hız kazandı. Fabrikadaki deneyimleri ve babasının zenginliği, Joule ün kendini tümüyle deneysel bilime adamasına olanak sağladı. Kısa bir süre Manchester Üniversitesi nde İngiliz fizikçi ve kimyacı John Dalton dan ders aldı. 17 yaşındayken öğrenimini kendi kendine sürdürmeye başladı. Özellikle ısı kavramına merak duyuyordu. Bu ilgi giderek yaşam boyu süren bir tutku biçimini aldı. Hatta bilim dünyasında Joule un, düşünebildiği her mekanik işlem sonucu ortaya çıkan ısıyı ölçmekteki aşırıya kaçan tutkusu uzun yıllar boyunca dile getirilmiştir. 1839 da yayımladığı Annals of Electricity de (Elektrik Olayının Tarihsel Sistemi) kendi buluşu olan elektromanyetik motorun tanımını yaptı. 1840 ta bir direnç üzerinden geçen elektrik akım nedeniyle oluşan elektrik enerjisinin direnç üzerinde ısıya nasıl dönüştüğünü gözlemleyerek ısının mekanik iş ile olan ilişkisini keşfetti.