Temel fikirler
Enerji yöntemleri, kuvvetleri an an izleme zahmetinden kurtarır. Net kuvvetin yaptığı iş kinetik enerjideki değişime eşittir ve yalnızca korunumlu kuvvetler etkiyorsa toplam mekanik enerji sabit kalır.
- İş W = Fd cos θ’dır; burada θ kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıdır. Harekete dik bir kuvvet iş yapmaz.
- Kinetik enerji ½mv², Dünya yakınında yerçekimi potansiyel enerjisi mgh’dir ve bir yay ½kx² depolar.
- Güç, iş yapma hızıdır: P = W ÷ t, hız doğrultusundaki kuvvet için P = Fv.
- Sürtünme ve diğer korunumsuz kuvvetler mekanik enerjiyi ısı olarak sistemden alır; bu yüzden onların işini dengeye katın.
Temel denklemler
W = Fd cos θKE = ½mv²PE = mghPE = ½kx²P = W ÷ t = FvW_net = ΔKE
Çözümlü örnek
2,0 kg’lık bir top 5,0 m yükseklikten bırakılır (g = 9,8 m/s²). Kaybolan potansiyel enerji mgh = 2,0 × 9,8 × 5,0 = 98 J’dür ve kinetik enerjiye dönüşür. ½mv² = 98 J eşitliğinden v = √(2 × 98 ÷ 2,0) = 9,9 m/s bulunur. Kütle sadeleşir, yani her top için v = √(2gh).
Sık yapılan hatalar
- Kuvvet yer değiştirmeyle açı yaparken W = Fd’de kuvvetin tamamını kullanmak.
- Kinetik enerjinin sürati karesine bağlı olduğunu unutmak: sürat iki katına çıkınca enerji dört katına çıkar.
- Joule ile ölçülen enerjiyi, watt ile ölçülen güçle karıştırmak.
Alıştırma
Bu konudaki alıştırma sorularıyla kendinizi sınayın: İş, enerji ve güç