İş, Güç ve Enerji – Hızlı Tekrar

İş, Güç ve Enerji – Hızlı Tekrar

Bu çalışma notu, İş, Güç ve Enerji konusunu sınav öncesinde kısa sürede tekrar etmek için hazırlanmıştır.

1. Fiziksel İş

Bir cisme uygulanan kuvvet, cismin kuvvet doğrultusunda yer değiştirmesine neden oluyorsa fiziksel anlamda iş yapılır.

W = F × x

W = İş F = Kuvvet x = Yer değiştirme

İşin birimi joule’dür (J).

1. İşin İşareti

Kuvvet hareket yönündeyse: Pozitif iş yapılır.

Kuvvet harekete zıtsa: Negatif iş yapılır.

Kuvvet yer değiştirmeye dikse: İş sıfırdır.

1. Enerji

Enerji, bir sistemin iş yapabilme yeteneğidir.

Enerjinin birimi joule’dür.

Enerji yok olmaz, yalnızca bir türden başka bir türe dönüşür.

1. Kinetik Enerji

Hareket eden cisimlerin sahip olduğu enerjidir.

Ek = 1/2 × m × v²

Sürat 2 katına çıkarsa: Kinetik enerji 4 katına çıkar.

Sürat 3 katına çıkarsa: Kinetik enerji 9 katına çıkar.

Kütle 2 katına çıkarsa: Sürat sabitken kinetik enerji 2 katına çıkar.

1. Yer Çekimi Potansiyel Enerjisi

Bir cismin yüksekliği nedeniyle sahip olduğu enerjidir.

Ep = m × g × h

m = Kütle g = Yer çekimi ivmesi h = Yükseklik

Kütle artarsa: Ep artar.

Yükseklik artarsa: Ep artar.

1. Esneklik Potansiyel Enerjisi

Yay gibi esnek cisimlerin sıkıştırılması veya gerilmesi sonucu depoladığı enerjidir.

1. Mekanik Enerji

Mekanik enerji:

Em = Ek + Ep

Sürtünmesiz sistemlerde mekanik enerji korunur.

1. Enerji Dönüşümü

Yüksekten düşen cisim:

Ep azalır. Ek artar.

Yukarı çıkan cisim:

Ek azalır. Ep artar.

1. Sürtünmenin Enerjiye Etkisi

Sürtünme varsa mekanik enerjinin bir kısmı ısı gibi başka enerji türlerine dönüşebilir.

1. İş-Enerji İlişkisi

Net kuvvetin yaptığı iş, kinetik enerji değişimine eşittir.

Wnet = ΔEk

Wnet = Ek,son - Ek,ilk

Net iş pozitifse: Kinetik enerji artar.

Net iş negatifse: Kinetik enerji azalır.

Net iş sıfırsa: Kinetik enerji değişmez.

1. Güç

Birim zamanda yapılan işe güç denir.

P = W / t

P = Güç W = İş t = Zaman

Gücün birimi watt’tır.

1 W = 1 J/s

1. İş ve Güç

Aynı işi yapan iki sistemden işi daha kısa sürede yapanın gücü daha büyüktür.

1. Verim

Verim:

Verim (%) = Faydalı enerji / Alınan enerji × 100

veya

Verim (%) = Faydalı güç / Alınan güç × 100

1. Enerji Dönüşümleri

Baraj: Potansiyel enerji → Kinetik enerji → Elektrik enerjisi

Ampul: Elektrik enerjisi → Işık + Isı enerjisi

Otomobil: Kimyasal enerji → Kinetik + Isı enerjisi

Düşen cisim: Potansiyel enerji → Kinetik enerji

Yukarı atılan cisim: Kinetik enerji → Potansiyel enerji

Sınavda En Çok Karıştırılanlar

• Kuvvet uygulanması her zaman iş yapıldığı anlamına gelmez.
• Yer değiştirme yoksa iş sıfırdır.
• Kuvvet yer değiştirmeye dikse iş sıfırdır.
• Kinetik enerji süratin karesiyle orantılıdır.
• Potansiyel enerji referans seviyesine bağlıdır.
• Sürtünmesiz sistemlerde mekanik enerji korunur.
• Sürtünmeli sistemlerde mekanik enerji azalabilir.
• Toplam enerji her zaman korunur.
• Net iş, kinetik enerji değişimine eşittir.
• Güç ile iş aynı kavram değildir.
• Aynı işi kısa sürede yapan daha güçlüdür.
• Verim %100’den büyük olamaz.

Son 2 Dakikalık Tekrar

İş: W = F × x

İş birimi: Joule

Kinetik enerji: Ek = 1/2 × m × v²

Potansiyel enerji: Ep = m × g × h

Mekanik enerji: Em = Ek + Ep

Sürtünmesiz sistem: Mekanik enerji korunur.

İş-enerji: Wnet = ΔEk

Güç: P = W / t

Güç birimi: Watt

Verim: Faydalı enerji / Alınan enerji × 100

Enerji: Yok olmaz, dönüşür.

Kendini Kontrol Et

1. Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için gerekli şartları biliyor musun?

1. Kuvvet ile yer değiştirme dik olduğunda yapılan işin neden sıfır olduğunu açıklayabiliyor musun?

1. Kinetik enerjinin süratle ilişkisini biliyor musun?

1. Sürat 2 katına çıktığında kinetik enerjinin kaç katına çıktığını söyleyebiliyor musun?

1. Potansiyel enerjinin hangi büyüklüklere bağlı olduğunu biliyor musun?

1. Sürtünmesiz sistemlerde mekanik enerjinin nasıl değiştiğini açıklayabiliyor musun?

1. Sürtünmeli sistemlerde mekanik enerji ile toplam enerji arasındaki farkı biliyor musun?

1. Wnet = ΔEk bağıntısını kullanabiliyor musun?

1. İş ile güç arasındaki farkı açıklayabiliyor musun?

1. Verim hesabı yapabiliyor musun?