İŞ VE ENERJİ 7.SINIF KONU ANLATIMI

ÜNİTE: KUVVET VE HAREKET
KONU: İŞ VE ENERJİ
Bir cisim, bir kuvvet etkisiyle,  kuvvet doğrultusunda hareket ediyorsa, bu kuvvet cisim üzerinde iş yapmış olur. 

Günlük yaşamdan iş örnekleri:

Bir arabanın itilmesi, bir kovanın kaldırılması, bir elmanın ağaçtan yere düşmesi, bir kitabın çantadan çıkarılıp kitaplığa konması, çekiçle çivi çakılması, bir yayın sıkıştırılması iştir. Bu örneklerin hepsinde bir kuvvet etkisinde cisimlerin hareketi söz konusudur.

Bir kuvvetin yaptığı işi bulmak için, kuvvetin büyüklüğü ile cismin yaptığı yer değiştirmeyibilmek gerekir.
İş, kuvvetle kuvvet ve kuvvetin cisme aldırdığı yol çarpılarak bulunur. 

                                                                     

 F= Kuvvet (N)                                     

X=Yol(m)                                           İş = kuvvet x yol

W=İş(N.m = joule)                      Bunu sembolle gösterirsek,

                                                    W = F . ∆x  veya  W = F. X

İŞ VE ENERJİ

İş yapabilme yeteneğine enerji denir. Harcanan enerji kadar iş yapılabilir. 
Bu yüzden iş ve enerji birbirine eşittir.

                    E=W

E= Enerji

Enerji birimi, iş birimi gibi “joule” dür.

Günlük hayatta besinlerdeki enerjiden söz edilirken enerji birimi olarak “kalori (cal)” kullanılır. 

                                                                             1 kalori = 4.18 joule 

                                                                                    

                                                                               

Enerji Çeşitleri:

Enerjinin ısı enerjisi, elektrik enerjisi,nükleer enerji, kimyasal enerji, ışık enerjisi, ses enerjisi, mekanik enerji, potansiyel enerji, kinetik enerji, mekanik enerji v.b çeşitleri vardır.

Enerji Dönüşümü: 

Bir enerji türü başka bir enerjiye dönüşebilir. 

Canlıların yaşaması için enerji gereklidir. Canlılar tükettikleri enerjiyi yedikleri besinlerden sağlar. Vücuda alınan besinler, hücrelerde oksijenle yakılarak enerji üretilir. 

Kömürdeki kimyasal enerji, kömür yandığında ısı ve ışık enerjisine dönüşür. Elektrik enerjisi, elektrikli aletlerde ısı, ışık, ses, hareket gibi enerji çeşitlerine   dönüşür.

Otomobil, kamyon, uçak gibi taşıtlarda kullanılan benzin, mazot gibi yakıtlar kimyasal enerjiye sahiptir. Bunlar yandığında ısı enerjisi açığa çıkar. Açığa çıkan bu enerji daha sonra hareket enerjisine dönüştürülür. Hareket eden araçlar yolcu ve yük taşır, iş yapar.

Potansiyel enerji:
Potansiyel, kelime olarak “gizli” anlamına gelmektedir. Potansiyel enerji, bir cismin durumundan dolayı sahip olduğu gizli enerjidir.

Barajların arkasında biriken suyun potansiyel enerjisi vardır. Su bir borudan akmaya başladığında bu enerji açığa çıkar.
Masa üzerinde duran çekiç yere göre bir potansiyel enerjiye sahiptir. Masadan yere düşen çekiç bu enerjisini kaybeder.

Cisimler, yerden yükseğe çıkarıldıkça potansiyel enerjileri artar. 
Bir cismin potansiyel enerjisi, cismin ağırlığı ile  yerden yüksekliği çarpılarak bulunur.

m= kütle ( kg)

h= cismin yerden yüksekliği ( m )      
g = yerçekim ivmesi (10 N/kg )

Ep= potansiyel enerji ( joule )      
G=ağırlık ( N )                                        
                                                                   Ağırlık                            Potansiyel  Enerji

                                                                G= m.g                Ep=m.g.h     veya      Ep=G.h 

         

Yukarı atılan bir topun hareketini inceleyelim.Topun en yüksekte olduğu durumda  potansiyel enerjisi  en çok, kinetik enerjisi sıfır, top yere çarparken  hızı en fazla olacağı için kinetik enerjisi en çok, potansiyel enerjisi sıfır olacaktır.Ancak mekanik enerjisi her durumda sabit kalacaktır.

Arabanın üç farklı konumdaki potansiyel  enerjileri  farklı olur.

Kinetik enerji: Bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjiye kinetik enerji denir. Hareket eden bütün cisimlerin kinetik enerjisi vardır. Uçan kuşun, koşan insanın, daldan düşen elmanın, dönen pervanenin, akarsuyun kinetik enerjisi vardır.Bir cismin kinetik enerjisi, cismin kütlesine ve hızına bağlıdır. 

m= kütle ( kg)

g = yerçekim ivmesi (10 N/kg )                     

V= Hız (m/s )

Ek= Kinetik enerji (joule )












POTANSİYEL VE KİNETİK ENERJİNİN BİRBİRİNE DÖNÜŞÜMÜ :
Yukarıya doğru atılan cisimde kinetik enerji vardır. Ancak yükseldikçe hız ve kinetik enerjisi azalır. Potansiyel enerjisi artmaya başlar. Hızın bittiği yerde kinetik enerjisi de sıfır olur. Ancak potansiyel enerjisi en yüksek seviyeye gelir.

Sıkıştırılan yay da potansiyel enerji vardır. Yay serbest bırakılırsa kinetik enerjiye dönüşür.

Bu olaylar daha da çoğaltılabilir.

ENERJİNİN KORUNUMU :

Doğadaki değişimler sırasında toplam enerji miktarı kesinlikle değişmez. Ancak birbirine çevrilebilir. Yani enerji korunur. 

Aşağıdaki görselde enerji dönüşümü ve korunumu gösterilmektedir.Resme tıklayın...

KE(Kinetik Enerji) ,  PE:(Potansiyel Enerji), ME(Mekanik Enerji)

Görselde araba en yukarıda iken PE en çok, hızının en fazla olduğu noktada KE en çok, PE+KE=ME ise her durumda sabittir.
Cisme dışarıdan bir kuvvetin etki etmediği bir sistemde, herhangi bir andaki cismin potansiyel enerjisi ile kinetik enerjisinin toplamı sabittir. Buna mekanik enerjinin korunumu denir.
Enerji Dönüşümüne Örnekler:
Örneğin bir elektrik devresindeki ısı ve ışık enerjisi pildeki kimyasal enerjiye eşittir.
Yukarıya atılan taşın kaybettiği kinetik enerjisi taş düşerken tekrar kazanması gibi.

Masa kenarındaki bir kalem kutusu yere göre potansiyel enerjiye sahiptir. 
Kalem kutusu  masadan yere düşerken hem potansiyel hem kinetik enerjiye sahiptir. Kalem kutusu yere çarptığında sadece kinetik enerjiye sahiptir.
Yukarıdan aşağıya düşen bir cismin potansiyel enerjisinin kinetik enerjisine dönüşmesi. Yükseklikten dolayı sahip olunan potansiyel enerji yere düştükçe yükseklik azalır hız artar dolayısıyla potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür.

                                                                    

Aşağıdan yukarı fırlatılan bir cismin kinetik enerjisinin yüksekliği artıp hızının azalması sebebiyle potansiyel enerjiye dönüşmesidir.

Elektrik enerjisinin ütüde ısıya, cep telefonlarında kimyasal enerjiye dönüşmesi.

Barajda biriken suyun potansiyel enerjisinin baraj açıldığında kinetik enerjiye dönüşüp daha sonra elektrik enerjisine dönüşmesi

Ampullerde elektrik enerjisinin ışık enerjisine dönüşmesi.

Örneklerde görüldüğü gibi bütün enerji çeşitlerinde bir dönüşüm söz konusudur.
Sonuç olarak;Var olan bir enerji yok edilemediği gibi olmayan bir enerji var edilemez.