Eğitim Öğretim İle İlgili Belgeler > Konu Anlatımlı Dersler > Fen Bilimleri Konu Anlatımı

İŞ GÜÇ ENERJİ PROBLEMLERİ, ÇÖZÜMLERİ, FORMÜLLERİ HESAPLANMALARI, ÇEŞİTLERİ İLE İLGİLİ KONU ANLATIM (FEN BİLİMLERİ DERSİ İLE İLGİLİ KONU ANLATIMLAR)

 

İŞ (W):

 

Bir kuvvet nasıl iş yapar?

 

Bir kuvvet sürtünme kuvveti ve yer çekimi kuvvetini dengeledikten sonra cisme kendi doğrultusunda yol aldırabiliyorsa bu kuvvet

 

Fiziksel anlamda iş yapmış olur.

 

Fiziksel anlamda iş yapmak; uygulanan kuvvet ve alınan yol ile doğru orantılıdır.

 

 

Düz bir yolda yürüyen çocuk, masa başında çalışan memur fiziksel anlamda iş yapmış sayılmaz. Ancak merdiven çıkan biri, elindeki def-teri sallayarak giden biri fiziksel anlamda iş yapmış sayılır.

 

İş skaler bir büyüklük olup, iş birimleri şunlar-dır;

 

 

1 Joule = 10⁷ erg

 

1 kgfm = 9,81 joule

 

1 kgfm = 9,81.10⁷ erg

 

Bir cisme uygulanan kuvvetin, yola olan duru-muna göre, iş bağıntısı şöyle değişir:

 

 

1. Kuvvet Yola Paralel İse;

 

 

 

2. Kuvvet Yola Paralel Değilse;

 

 

Yola paralel olan kuvvet Fx olduğundan iş;

 

W = F. cos  . X olur.

 

 

İş İle İlgili Özel Durumlar:

 

1. Bir cisme kuvvet uyguladığımız halde, cisim yol almamışsa, iş yapılmamış olur.

 

W = F. X

W = F. 0 = 0 olur.

 

2. Düz bir yolda elindeki yükü salamadan giden adam iş yapmaz. Çünkü bu durumda yüke etkiyen kuvvet yola diktir.

 

 

Yol doğrultusunda F = 0 olduğundan;

W = F. x

W = o. x = 0 olur.

 

3. m kütleli bir cismi h yüksekliğine çıkartmak için yerçekimi kuvvetine karşı iş yapılır. Bu iş cisme potansiyel enerji olarak aktarılır.

 

W = F. x

Ep = m.g. h bulunur.

(g = Yerçekimi ivmesi)

 

4. m kütleli cisim h yüksekliğinden serbest bırakılırsa, yerçekimi kuvveti iş yapmış olur.

W = m.g. h

 

5. Sürtünmeli yolda sürtünme kuvvetinin yaptığı iş, Ws = Fs. X dir. Bu da ısıya dönüşür.

 

 

GÜÇ (P)

 

Birim zamanda yapılan işe güç denir.

 

 

 

Güç Birimleri ise şunlardır:

 

 

 

ÖRNEK: Saniyede 450 Joule’lük iş yapan ma-kinenin gücü kaç wattır?

 

ÇÖZÜM:

 

 

ÖRNEK: Bir asansör motoru 6000 N ağırlığın-daki asansörü 4 dakikada 10 metre yüksekliğindeki kata çıkarıyor. Asansörün (bilgi yelpazesi.net) gücü kaç kilo wattır?

 

ÇÖZÜM:

 

 

 

ÖRNEK: Bie elektrikli su tulumbası saatte 108 m³ suyu 20 m yükseğe çıkarıyor. Buna göre bu su motorunun gücü kaç BB dir?

 

ÇÖZÜM:

1 m³ su = 1 tondur.

V = 108 m³ = 108 ton = 108 000 kgf

T = 1 saat = 3600 saniye

H = 20 metre

 

 

 

 

 

ENERJİ (E)

 

Enerji iş yapabilme yeteneğidir. İş yapabilen bir cismin enerjisi var demektir.

 

Enerji skaler bir büyüklük olup, iş birimleri aynı zamanda enerji için de geçerlidir.

 

Enerjinin birçok çeşidi vardır. Ancak biz bu bö-lümde sadece kinetik, potansiyel ve mekanik enerjiyi anlatacağız.

 

1. Kinetik Enerji: Bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir.

 

 

 

2. Potansiyel Enerji: Bir cismin veya sistemin durumundan dolayı sahip olduğu enerjidir. Potansiyel enerjiye durum enerjisi de denilebilir.

 

 

 

3. Mekanik Enerji: Bir cismin sahip olduğu potansiyel ve kinetik enerjilerinin toplamına denir. Mekanik enerjiye toplam enerji de denilebilir.

 

E_M = E_P + E_K

 

 

Enerjinin Korunumu: Enerji kendi kendine yoktan varolmaz, var olan enerji de yok olmaz. Ancak birbirlerine dönüşürler.

 

Örneğin, yüksek bir yerden aşağı doğru bırakı-lan taşın, aşağı doğru düştükçe potansiyel enerjisi azalırken, kinetik enerjisi çoğalır. Yani potansiyel enerji, kinetik enerjiye dönüşür.

 

ÖRNEK: Ağaçtaki dalından koparak yere düş-mekte olan elmanın aşağıdaki niceliklerinden hangileri artar?

(Hava sürtünmesi ihmal edilecek)

I. Hızı

II. Ivmesi

III. Kinetik enerjisi

IV. Mekanik enerjisi

 

ÇÖZÜM:

 

-> Dalından kopan elma yerçekimi kuvvetinin etkisiyle serbest düşme yapar, dolayısıyla iv-mesi değişmez.

 

-> Serbest düşen elma giderek hızlanaca-ğından hızı ve kinetik enerjisi artar. (Potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür.)

 

-> Sürtünme ihmal edildiğinden dolayı potansi-yel ve kinetik enerjinin toplamı olan mekanik enerji sabit kalır.

 

 

ÖRNEK:

 

 

K noktasından 2m/s hızla harekete geçen 1kg lık cisme 3 newton luk sürtünme kuvveti etkiyor. Buna göre cismin L deki kinetik enerjisi kaç joule olur?

 

ÇÖZÜM:

 

K daki enerji toplamı:

 

 

Sürtünme dikkate alındığı için, sürtünmeyle ısıya dönüşen enerji miktarı;

E = Fs. X => E = 3,2 = 6 Joule dir.

Bu durumda cismin L noktasında sahip olduğu enerji;

E = 12 – 6 = 6 joule olur.

 

 

ÖRNEK:

 

 

Şekilde A noktasında bulunan 3kg lık cismin toplam enerjisi 100 J’dur. Cismin C noktasındaki kinetik enerjisinin, A noktasındaki (bilgi yelpazesi.net) enerjisine oranı nedir?(Sürtünme yok, g = 10 m/sn²

 

ÇÖZÜM: Cismin A ve C noktalarındaki kinetik enerjilerini bulalım.

A noktasındaki kinetik enerji için;

 

 

 

ÖRNEK:

 

Şekilde, kütleleri eşit cisimler sırayla, 2, 1 ve 1,2 m/s hızlarla hareket etmektedir.

 

Bu durumda cisimlerin kinetik enerjileri arasın-da nasıl bir ilişki vardır?

 

 

 

ÇÖZÜM: Bütün cisimler için ayrı ayrı

 

 

Bu durumda EK₁ > EK₃ > EK₂ şeklinde bir sıra-lama yapılır.

 

 

ÖRNEK:

 

 

60 kg kütleli bir kayakçı A noktasından 4 m/sn hızla kaymaya başlıyor. C noktasına gelince hızı 6 m/sn ye ulaşıyor. Buna göre C noktasının yüksekliği kaç metredir? (g = 10 m/sn²)

 

ÇÖZÜM:

 

Enerjinin korunumuna göre;

 

A daki mekanik enerji = C deki mekanik enerji

Şeklinde bulunur.

 

“FEN BİLİMLERİ DERSİ İLE İLGİLİ KONU ANLATIMLAR”
SAYFASINA GERİ DÖNMEK İÇİN

>>>TIKLAYIN<<<

“FEN BİLİMLERİ DERSİ İLE İLGİLİ TEST SORULARI, SORU BANKASI”
SAYFASINI GÖRMEK İSTERSENİZ

>>>TIKLAYIN<<<

“FEN BİLİMLERİ DERSİ İLE İLGİLİ YAZILI SORULARI”
SAYFASINI GÖRMEK İSTERSENİZ

>>>TIKLAYIN<<<