Cevap :
Cevap: İş, enerji ve kuvvet arasında nasıl bir ilişki vardır?
İŞ-ENERJİ ARASINDAKİ İLİŞKİ
kuvvet uygulanarak gerçekleştirilen kuvvet akımına iş denir.
İş yapabilme yeteneğine de enerji denir. Eğer bir kuvvet iş yapıyorsa enerji vardır, yada enerji değişiyorsa iş yapılmıştır.
ÖRNEK: İlk başta DURGUN olan bir cisim K noktasından L noktasına 12newton kuvvetle geliyor K ve L arasındaki uzaklık 10metre ise cismin L'deki enerjisi nedir?
ÇÖZÜM: w=xE yani iş enerjinin değişmesi veya;
W=Eson-Eilk olarak gösterilirEilk 0 dır(çümkü başta durgundur) Buna göre;
W=120-0= 120 cismin L'deki enerjisi
Kuvvet, yer değiştirme ve iş arasındaki ilişkiyi anlayabildik mi?
Kitapları alıp rafa yerleştiren erkek öğrencinin fen anlamında bir iş yapmış olduğunu söyleyebiliriz. Oysaki kız öğrenci kitapları omzuna koyarak başka bir noktaya taşıdığında yer çekimi kuvvetine karşı bir iş yapmış olmaz. Çünkü taşıma sırasında kitaplara uygulanan kuvvetin yönü düşey, gerçekleşen hareketin yönü ise
yataydır.
Demek ki iş yapılabilmesi için cisme uygulanan kuvvetin hareketle aynı doğrultuda olması gerekir.
Sonuç olarak şunu söyleyebiliriz ki cisme, hareket doğrultusuna, dik olarak etki eden kuvvet, bilimsel anlamda bir iş yapmış olmaz. Buna göre yüksekten bırakılan bir cismin yere düşmesiyle iş yapılmış olur mu? Cevabımız “Evet” ise bu işin hangi kuvvet tarafından yapıldığını söyleyelim? Yandaki fotoğraşarda da görüldüğü gibi
yerden aldığımız bir kitabı, kitaplığımızın ikinci rafına mı yoksa daha yüksekteki dördüncü rafına mı yerleştirdiğimizde daha çok iş yapmış oluruz?
Önemli Not:
*İş kuvvet ile cismin yer değiştirme doğrultusunun aynı olması durumunda kuvvet ile cismin yer değiştirme mesafesi çarpımına eşittir.
*Cisim Uygulanan kuvvet ile aynı yönde yer değiştirmiyorsa yer değiştirme 0 alınır dolayısı ile iş yapılmamış olup iş 0 dır.
* işin birimi ise N.m dir. N.m ye özel olarak joule (jul) denir.
*Enerji iş yapabilme yeteneğidir. E ile gösterilir. Enerji birimi işin birimi ile aynıdır , yani joule dir.
*İş net kuvvet ve alınan yol ile doğru orantılıdır.
*Bir kitap raftan aşağı doğru düşerken iş yapmış olur. Kitabı hareket ettiren kuvvet olan yerçekimi ile aynı yönlü hareket eder.
*Yağmur damlalarına etki eden yerçekimi de ş yapmış olur.
*Halterini kaldıran haltercide iş yapış olur.
Enerji Nedir?
Günlük konuşmalarımızda “enerji” kavramını sıkça kullanırız. “Enerjimiz yetersiz.” “Enerji fiyatları gittikçe artıyor.” “Enerji tasarrufu yapmalıyız.” vb. sözlerin hiç de yabancısı değiliz. Enerji denilince aklımıza ilk gelen “elektrik, ışık, benzin, doğal gaz, kömür, ateş, Güneş, pil belki de baraj ve rüzgâr”dır. Enerji, evrenin sahip olduğu en büyük zenginliktir. Bir iş yapabilmek için enerjiye ihtiyaç duyarız.Şehirlerimiz enerji sayesinde aydınlanır, trenler, arabalar, uçaklar ve roketler enerji sayesinde hareket eder. Evlerimizi ısıtmak, yemek pişirmek, radyoda müzik dinlemek, televizyonda görüntü oluşturmak için de enerji gereklidir. Bunların yanı sıra tarlaları süren traktörler ve fabrikalardaki makineler de enerji sayesinde iş görür
Güneş’ten gelen enerji gün boyunca etrafımızı aydınlatır ve ısıtırken bitkilerin büyümesini sağlar. Hayvanlar, ihtiyaç duydukları enerjiyi yedikleri besinlerde depolanmış olan enerjiden sağlar. Kısacası enerji olmadan hayat da olmaz. Bütün bu açıklamalardan sonra “enerji” deyince ne anlıyorsunuz? Bilim insanları enerjiyi “iş yapabilme yeteneği” olarak tanımlarlar. Enerji bir madde değil, bir cisme ait özelliktir.Örneğin, benzinin sahip olduğu enerji doğrudan kullanılmaz. Ancak motorda yandığında
enerjiye dönüşür. Peki, hangi enerji türlerini biliyoruz?
Kinetik Enerji
Bir varlığın kinetik enerjiye sahip olduğunu anlamak çok kolaydır. Eğer bir varlık, hareket ediyorsa kinetik enerjiye sahip demektir.Örneğin, hareket hâlinde olan bir kamyon, koşan bir köpek, hareketli dönme dolap, akan bir nehir ve rüzgâr kinetik enerjiye sahiptir.
Peki, “Bir varlığın süratinin artması, o varlığın kinetik enerjisini de artırır.” diyebilir miyiz? Bir varlığın sürati artıkça kinetik enerjisinin de arttığını biliyoruz. Peki, yandaki fotoğrafta görülen kamyon ve otomobil aynı süratle hareket ettiklerine göre kinetik enerjileri aynı mıdır?
Önemli Not:
*Bir cismin sürati arttıkça kinetik enerjisi de artar.
*Kinetik enerji cismin kütlesine ve süratine bağlıdır.
Aynı süratle hareket eden varlıklardan kütlesi büyük olanın kinetik enerjisi, kütlesi küçük olandan fazladır. Yandaki resimde görülen ve aynı süratle hareket eden kamyonun kütlesi otomobilden daha büyüktür. Öyleyse bu kamyonun kinetik enerjisi de aynı süratle hareket eden otomobile göre daha fazladır diyebilir miyiz?
Enerji, sadece hareketli varlıklarda mı söz konusudur? Bazı maddeler hareketli olmadıkları hâlde iş yapabilme yeteneğine sahiptir. Acaba bu maddeler iş yaparken hangi tür enerjiyi kullanır? Cisimlerin, konumlarından dolayı sahip oldukları bir çeşit enerji vardır. Bu enerjiye potansiyel enerji adı verilir.
Aşağıdaki resmi dikkatle inceleyelim. iki işçi, bir piyanoyu makara yardımıyla üçüncü kata çıkarıyorlar. işçiler, yedikleri gıdalardan sağladıkları enerji sayesinde bu piyanoyu kaldırabilirler. Yukarı kaldırıldığında piyanoda bir çeşit enerji depolanmış olur. Depolanan bu enerji çekim potansiyel enerjisi olarak adlandırılır. işçilerden biri makaranın ipini elinden bırakırsa diğer işçinin uyguladığı çekme kuvveti piyanoyu yukarıda tutmak için yeterli olmayabilir. Bu durumda piyano düşerek çekim potansiyel enerjisini kaybeder. Düşen piyano işçiyi yukarı çekerek bir iş yapmış olur. Acaba, çekim potansiyel enerjisini etkileyen değişkenler nelerdir?