KUVVET VE ENERJİ ÖDEVPEDİA 2

HAFTALIK OLARAK OKUL PLANINA GÖRE O HAFTA İŞLENEN KONULAR İLE ALAKALI OLARAK HAZIRLANAN ÖDEVPEDİA'YA HER ÇARŞAMBA YENİ BİR SAYFA EKLENMEKTEDİR. SİTEDE VAR OLAN BÜTÜN ÇALIŞMALAR OKUL BİLGİLERİNİ PEKİŞTİRME AMAÇLIDIR. BU NEDENLE ÖNCELİK OKUL DERSLERİ VE ÖDEVLERİ OLMALIDIR!

KUVVET, İŞ VE ENERJİ İLİŞKİSİ

İŞ VE ENERJİ

Bir cisme uygulanan kuvvetin cisme kendi doğrultusunda yol aldırmasına iş denir. Bir kuvvet cisme uygulandığında cismi kendi doğrultusunda hareket ettirebiliyorsa o kuvvet iş yapmış demektir.

Bir kuvvetin iş yapabilmesi için;

• Cisme uygulanması gerekir.
• Cisme yol aldırması gerekir.
• Cisme aldırdığı yolun kendi (uygulanma) doğrultusuyla aynı yani paralel bir bileşeni olması gerekir.

Hareket doğrultusuna dik doğrultuda uygulanan kuvvet iş yapmaz. İş yapmış olmak için kuvvet alınan yön doğrultusunda olmak zorunda değildir, belirli bir açıda olsa da kuvvetin herhangi bir bileşenin yön doğrultusunda kuvvet yaratması yeterli olacaktır.

Yapılan işin büyüklüğü cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğü ve cismin yer değiştirme mesafesine bağılıdır.

İŞ	=	Kuvvet	X	Alınan Yol
W(N.m)	=	F(N)	X	△X(m)

1 newtonluk kuvvet, bir cisme uyguladığı doğrultusunda 1 metre hareket ettirirse 1 Joule'lük iş yapmış demektir. (1joule= 1 N.m)

İş Yapılmış Durumlar

İş Yapılmamış Durumlar

Merdivenlerden tuğla tasıyan isçi. Merdivenlerden elindeki çantasıyla çıkan kişi. Halteri kaldıran halterci. Taksiyi iten ve hareket ettirebilen kişi. Çantasını yerden kaldıran öğrenci. Küçük kağıt parçasını üfleyerek hareket ettiren kişi. Karda kızağın çekilmesi. Ağaçtan meyvelerin toplanması. Bisiklet sürülmesi. Çekilen kapının açılması. Kitapları elinde taşıyarak yürüyen öğrenci. Belirli yükseklikten bırakılan cismin yere düşmesi.

Elindeki çantayı sallamadan tutan çocuk. Elindeki çantayı sallamadan yürüyen çocuk. Ayakta duran kişi Halteri tutan halterci Kamyonu iten ama hareket ettiremeyen kişi Duvarı iten kişi Uyuyan kişi. Kitap okuyan kişi. Ders çalısan kisi. Konuşan kişi.

Bir cismin ya da bir sistemin iş yapabilme yeteneğine enerji denir. Enerji E ile gösterilir. Enerji bir madde değildir. Bir cisme ait olan özelliktir. İş ve enerji birimleri aynıdır. Bir cismin ya da sistemin iş yapabilmesi için enerji gereklidir. İş yapabilen her cismin ya da sistemin enerjisi vardır. İş yapan cisimler ya da sistemler enerji kazanır, işi yaparken de enerji harcar.

Mekanik enerji , kinetik enerji ve potansiyel enerji olarak iki çeşittir.

Kinetik Enerji(Hareket Enerjisi):

Hareket halindeki bir cismin süratinden yani hareketinden dolayı sahip olduğu enerjiye kinetik enerji denir. Kinetik enerji Ek veya K.E. ile gösterilir. Kinetik enerji cismin süratine ve kütlesine bağlıdır.

Potansiyel Enerji:

Bir cismin konumundan ya da durumundan dolayı sahip olduğu (depolanmış) enerjiye potansiyel enerji denir. Potansiyel enerji Ep veya P.E. ile gösterilir. Potansiyel enerji, çekim potansiyel enerjisi ve esneklik potansiyel enerjisi olarak iki çeşittir. Bir cismin konumundan yani bulunduğu yükseklikten dolayı sahip olduğu potansiyel enerjiye çekim potansiyel enerjisi denir. Çekim potansiyel enerjisi cismin kütlesine ve cismin bulunduğu yüksekliğe bağlıdır.Esnek cisimlerin sıkıştırılması veya gerilmesi sonucu sahip oldukları potansiyel enerjiye esneklik potansiyel enerjisi denir. Yay, lastik gibi cisimlerde esneklik özelliği sayesinde depolanan enerjidir.

ENERJİNİN KORUNUMU

Kinetik ve potansiyel enerji dışında ısı, ışık, ses enerjisi gibi bir çok enerji çeşidi vardır. Tüm enerji çeşitlerinde enerji yoktan var edilemez, var olan enerji de yok olamaz. Ancak bir enerji başka bir enerji çeşidine dönüşebilir. Bu duruma enerjinin korunumu yasası denir.

Fizikte mekanik enerji, mekanik bir sistemin bileşenlerinde yer alan potansiyel ve kinetik enerjinin toplamı olarak ifade edilir. Bu enerji cismin hareketi ve konumu ile ilişkilidir.

Sürtünme Kuvveti

Temas hâlindeki yüzeyler arasında hareketi engelleyici bir kuvvet vardır. Cismin kinetik enerjisinde azalmaya neden olan bu kuvvete sürtünme kuvveti denir. Sürtünme kuvvetinin yönü harekete zıt yönlüdür. Sürtünme kuvveti, hareketi yavaşlatır dolayısıyla sürati azalan cismin kinetik enerjisinde azalmaya neden olur. Sürtünme kuvvetiyle hareket enerjisi yok olmaz, hissedilmeyecek miktarda bile olsa ısı enerjisine dönüşür. Cismin ağırlığı ve temas ettiği yüzey ile doğru orantılıdır. Hava ve su dirençlerinin sebebi sürtünme kuvvetidir.

Hava Direnci:

Havada hareket eden bir cisme, harekete zıt yönde etki eden ve kinetik enerjisini azaltan kuvvete hava direnci denir. Hava direnci ile karşılaşan hareketli bir cismin kinetik enerjisi sürtünme sonucu ısı enerjisine dönüşür.

1 Aşağıda günlük hayatta bazı aktiviteler verilmiştir. Fiziksel anlamda iş yapıp yapmadığına göre aşağıdaki boş kısımları doldurunuz.

a. Kitap okuyan Ali

b. Halteri yukarı kaldıran Melih

c. Bebek arabasını iterek hareket ettiren Ayşe

d. Sırtındaki çantayla yürüyen Kadir

e. Bavulu iterek götüren Burcu

f. Müzik dinleyen Nazlı

 

Fiziksel anlamda iş yapanlar:

Fiziksel anlamda iş yapmayanlar:

2 Başlangıçtaki uzunluğu kırmızı çizgiyle gösterilen yay K, L, M ve N konumlarına getiriliyor. Bu konumları sahip oldukları esneklik potansiyel enerjilerinin büyüklüklerini altta sıralayınız.

Esneklik Potansiyelleri:

> = >

AŞAĞIDA YER ALAN KAVRAMLARI, VERİLEN CÜMLELERDE BOŞ BIRAKILAN YERLERE UYGUN ŞEKİLDE YERLEŞTİRİNİZ.

Esnek	Yola	Yapmış	Çekim	Yüksekteki	Kinetik	Joule	Yapmamış	Kütlesi	Kuvvet	Esneklik

1

Yapılan işin miktarını söylerken birimi olarak veririz.

2

Ağaçta asılı olarak duran elma potansiyel enerjisine sahiptir.

3

Yapılan iş ve alınan bağlıdır.

4

enerji cisimlerin hareketlerinden dolayı sahip oldukları enerji şeklidir.

5

Eşit hızlardaki cisimlerin fazla olanın kinetik enerjisi fazladır.

6

Esnek bir cisim sıkıştırıldıkça potansiyeli kazanır.

7

Şekli değiştirildiğinde tekrar eski halini alan cisimlere ddenir

8

Yere düşen atacı yukarı kaldıran biri iş , sırt cantasıyla yolda yürüyen biri iş 'dır

9

Bir ağaçta potansiyel enerjisi en fazla olan elma en elmadır.

AŞAĞIDA VERİLEN BİLGİLER DOĞRU İSE "D", YANLIŞ ISE "Y" SEÇENEĞİNİ SEÇİNİZ.

1 D Y İş yapabilme yeteneğine kısaca enerji denir İşin birimi olan Joule kısaca "J" ile gösterilir. Yükseklik ve kütle cismin kinetik enerjisini miktarını verir. Salıncakta sallanan birinin sadece kinetik enerjisi olur. Cisme uygulanan kuvvet azalırsa yapılan iş de o ölçüde azalır. 2 D Y Sırtındaki çanta ile düz bir yolda yürüyen biri fiziksel olarak iş yapmış sayılır. Havada uçan bir kuşun hem kinetik hem de potansiyel enerjisi vardır. Eşit hızlarda haraket eden cisimlerin kütlesi fazla olanın kinetik enerjisi fazladır. Ders çalışmak, kitap okumak, video izlemek fiziksel anlamda iş olarak kabul edilmez. Yerden yüksekte olan her cismin esneklik potansiyel enerjisi vardır.

AŞAĞIDAKİ ÇOKTAN SEÇMELİ SORULARI CEVAPLAYINIZ.

1 I- İş ile kuvvet birimleri aynıdır.

II- Yapılan iş ile uygulanan kuvvet doğru orantılı olarak değişir.

III- Fen anlamında iş yapabilme olabilmesi için bir yer değişimi olmalıdır.

IV- Kuvvet ve hareket aynı yönlü olursa iş meydana gelmiş olur.

Verilen bilgilerden hangileri doğrudur.

	A) I ve II
	B) III ve IV
	C) II, III ve IV
	D) I, II, III ve IV

2

Yukarıda verilen kuvvetler ve hareket doğrultusu göz önüne alınırsa hangi kuvvetler iş yapmamış denilebilir.

	A) F3
	B) F4 ve F2
	C) F5, F4 ve F3
	D) F5, F4, F3 ve F2

3 Kütleleri ve bırakıldıkları yükseklik şekildeki gibi olan küreler kuma serbest olarak bırakılmışlardır.

K, L ve M cisimlerini kuma bıraktıkları çukurların büyüklükleri arasındaki bağıntı aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?

	A) K>L>M
	B) L>K>M
	C) M>K>L
	D) M>L>K

4

Süratleri ve kütleleri verilen yukarıdaki araçlarla ilgili;

1. L ve M araçları karşılaştırılarak kütle ve kinetik enerji arasındaki ilişki incelenebilir.
2. K ve M araçları incelenerek sürat ve kinetik enerji arasındaki ilişki incelenebilir.
3. K ve L araçları karşılaştırılarak Kinetik enerjinin kütleye bağlı olduğu kanıtlanabilir.

Sema ve Aslı hangi düzenekleri seçerlerse araştırmalarını tam olarak gerçekleştirebilirler?

	A) Yanlız III
	B) I ve II
	C) II ve III
	D) I, II ve III

5 I- Yayın kalınğı arttıkça depolayabileceği enerji miktarı artar.

II- Kinetik enerji durum enerjisi olarak da bilinir.

III- Bir cismin yüksekliği arttıkça potansiyel enerjisi de artar.

Yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur?

	A) Yanlız I
	B) I ve III
	C) II ve III
	D) I, II ve III

6 Aşağıda belirtilen olaylardan hangisinde esneklik potansiyel, çekim potansiyel ve kinetik enerji aynı anda bulunur?

	A) Sırıkla atlayan bir sporcu
	B) Hareket halindeki bir hızlı tren
	C) Uçan bir kuş
	D) Hareket halindeki bir otobüs

TEST

1 Aşağıda 3 farklı cisme uygulanan kuvvetler ve hareketleri ile alakalı bir tablo verilmiştir.

	Kuvvet	Kuvvetin Yönü	Aldığı Yol	Hareketin Yönü
X	10N	Doğu	5m	Doğu
Y	15N	Kuzey	0	-
Z	18N	Güney	7m	Kuzey

Bu tabloya göre hangi cisme uygulanan kuvvet fiziksel anlamda iş yapmıştır?

	A) Yalnız X
	B) X ve Y
	C) Y ve Z
	D) X, Y ve Z

2 Bir cisme 2 farklı durumda 3 farklı kuvvet uygulanmaktadır.

								F3
	F1			F2
	Hareket Yönü			Hareket Yönü			Hareket Yönü

Gösterilen bu 3 farklı kuvvetten hangileri fiziksel anlamda iş yapmıştır?

	A) Yalnız F1
	B) F1 ve F3
	C) F2 ve F3
	D) F1, F2 ve F3

3 Aşağıda sürtünmesiz bir ortamda cisimlere uygulanan kuvvetler ve yer değiştirmeleri gösterilmiştir.

T Düzeneği
10N
		2metre

R Düzeneği
10N
		1metre

K Düzeneği
20N
		2metre

Buna göre yer değiştirme - iş ilişkisini ve kuvvet - iş ilişkisini göstermek isteyen birisi hangi düzenekleri seçmelidir.

	Yer Değiştirme		Kuvvet

	A) K-T K-R
	B) T-R K-R
	C) K-R K-T
	D) T-R T-K

4 Aşağıdaki yarış arabalarının süratleri ve kütleleri verilmiştir.

800kg	80km/sn		1400kg	80km/sn
P Aracı			R Aracı

	1200kg	80km/sn
	S Aracı

Bu bilgilere göre aşağıdaki söylenenlerden hangisi yanlıştır?

	A) Süratin kinetik enerjiye etkisini incelemek için P ve R araçları kullanılabilir.
	B) Kütlenin kinetik enerjiye etkisini incelemek için P ve S araçları kullanılabilir.
	C) Kinetik enerjisi en fazla olan araç R'dir.
	D) Kinetik enerjisi en az olan araç P'dir.

5 Özdeş P, R ve S kütleleri bulundukları konumdan serbest bırakılıyor.

				R				S
	P				2h				2h
		h

Kürelerin yere çarptıkları anda kinetik enerjilerinin büyüklüklerini nasıl sıralayabiliriz?

	A) S>R>P
	B) P=R>S
	C) S=R>P
	D) P>R>S

6 Farklı düz zeminlerde özdeş oyuncak kamyonlar 10N kuvvet ile fırlatılıyor.

	K	10N		L	10N

K aracı 3 metre ilerlerken, L aracı 4 metre ilerlemiştir.

Buna göre;

I. Sitemde etkili olan sürtünme kuvvetidir.

II. L'ye etkiyen sürtünme diğerinden daha fazladır.

III. Sürtünme kuvveti sadece zemin ile tekerlekler etkili olur.

çıkarımlarından hangisi doğrudur?

	A) Yalnız I
	B) I ve II
	C) I ve III
	D) II ve III

7 Aşağıda K, L, M ve N cisimleri şekildeki gibi belirtilen yüksekliğe çıkartılıyor.

	K			L				M				N
					2m				2m				2m
		1m
	25N			25N				10N				5N

Bu göre hangi cisim üzerinde en fazla iş yapılmış olur?

	A) K
	B) L
	C) M
	D) N

8

		Kinetik enerji
Uçak 100 m/s						Kamyon 100 m/s
Bisiklet 10 m/s				Otomobil 10 m/s		Kuş 10 m/s				Motosiklet 10 m/s

Yukarıda süratleri verilen hareketliler için kinetik enerjisi büyük olan yol izlendiğinde hangi renk çıkışa ulaşılır? (Cisimlerin kütleleri arasında Uçak > Kamyon > Otomobil > Motosiklet > Bisiklet > Kuş ilişkisi vardır.)

	A) Mavi
	B) Kırmızı
	C) Sarı
	D) Yeşil