Kinetik enerji, potansiyel enerji, ısı enerjisi, ışık enerjisi, kimyasal enerji, elektrik enerjisi gibi pek çok enerji türleri vardır. Bu enerjiler birbirine dönüşebilir. Konu içerisinde sadece kinetik ve potansiyel enerji dönüşümleri görülecektir.
A- Enerjinin Korunumu Kanunu
Enerji yoktan var olmaz, var olan enerji de yok olmaz buna enerjinin korunumu kanunu denir. Enerjinin korunumu kanuna göre, enerji bir türden başka bir türe dönüşebilir ancak hiçbir zaman yok olmaz. Toplam enerji miktarı aynı kalır.
- Sürati olan cisim kinetik enerjiye, yüksekte duran cisim potansiyel enerjiye, sıkıştırılmış yay esneklik potansiyel enerjiye sahiptir.
- Bir cisim aynı anda birden fazla türde enerjiye de sahip olabilir.
| Enerji Dönüşümü |
B- Enerji Dönüşüm Örnekleri
1. Sarkaçta Enerji Dönüşümü
Aşağıda ipin ucuna bağlanmış bir top sağa sola doğru hareket etmektedir. Burada kinetik ve potansiyel enerji dönüşümleri vardır.
- 1 den 2 ye giderken potansiyel enerji azalır, kinetik enerji artar.
- 2 den 3 e giderken potansiyel enerji artar, kinetik enerji azalır.
- Potansiyel enerjinin en fazla olduğu 1 ve 3 tür.
- Kinetik enerjinin en fazla olduğu 2’dir.
- Mekanik enerji (potansiyel ve kinetik enerjinin toplamı) değişmez.(Sürtünmeler ihmal edilmelidir.)
2. Kaykay Pistinde Enerji Dönüşümü
Sürtünmesiz kaykay pistinde K noktasından bırakılan cisim,
- K ve L noktalarında potansiyel enerji en fazla, kinetik enerji sıfırdır.
- L noktasında kinetik enerji en fazla potansiyel enerji sıfırdır.
- K noktasından L noktasına giderken potansiyel enerji azalır, kinetik enerji artar.
- L noktasından M noktasına giderken potansiyel enerji artar, kinetik enerji azalır.
3. Aşağıdan Yukarı Fırlatılan Topun Enerji Dönüşümü
- Aşağıdan fırlatılan topun kinetik enerjisi vardır.
- Yukarı doğru çıkarken kinetik enerji azalır, potansiyel enerji artar.
- En tepe noktada kinetik enerjinin tamamı potansiyel enerjiye dönüşür. (Kinetik enerji sıfır)
- Yukarıdan aşağı inerken potansiyel enerji azalır, kinetik enerji artar.
4. Yay ile Okun Fırlatılmasında Enerji Dönüşümleri
- 1. durumdan 2. duruma geçerken esneklik potansiyel enerjisi oluşur.
- 2. durumdan 3. duruma geçerken esneklik potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür.
5. Sırıkla Yüksek Atlama Yapan Sporcunun Enerji Dönüşümleri
I. Sporcu kinetik enerjiye sahiptir.
II. Kinetik enerji sırıkta esneklik potansiyel enerjiye dönüşür.
III. Esneklik potansiyel enerji, potansiyel enerji ve kinetik enerjiye dönüşür.
IV. Kinetik enerji minderde ısı enerjisine dönüşür.
Bu enerjiler çeşitli olaylarda birbirine dönüşmektedir.
- Sıkıştırılmış yayda esneklik potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür.
- Salıncakta sallanan kişide çekim potansiyel ve kinetik enerji dönüşümleri görülmektedir.
- Sarkaçlı saatte çekim potansiyel ve kinetik enerji dönüşümü gerçekleşir.
C- Sürtünme Kuvvetinin Kinetik Enerji Üzerindeki Etkisi
Hareket eden cisimlerde kinetik enerji bulunur. Sürtünme kuvveti hareket eden cisimlerin hareketini zorlaştırdığından dolayı kinetik enerjide azalmaya neden olur. Sürtünme kuvveti kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşmesine neden olur.
Sürtünme Kuvvetinin Özellikleri
- Cisimlerin hareket yönüne zıttır.
- Cisimlerin hareketini zorlaştırır ve durdurur
- Sürtünme kuvveti duran bir cismi harekete geçiremez.
- Sürtünme kuvveti kinetik enerjide azalmaya neden olur.
- Sürtünen yüzeylerde ısınmaya neden olur.
- Sürtünme kuvveti nedeniyle eşyalarımız eskir.
- Sürtünme kuvveti sürtünen yüzeyin cinsine ve cismin ağırlığına bağlıdır.
- Sürtünen yüzeyin büyüklüğüne bağlı değildir.
Hava Direnci
Havadaki sürtünme kuvvetine hava direnci denir.
Hava direnci sayesinde paraşütle güvenli bir şekilde yere inilir.
Su Direnci
Sudaki sürtünme kuvvetine su direnci denir.
Su direnci deniz taşıtlarının daha yavaş hareket etmesine neden olur.
Not: Su direnci hava direncinden daha büyüktür. Hava içerisinde koşabilirken su içerisinde koşamayız.