Enerji Dönüşümleri

 

 

  • Kinetik enerji, çekim potansiyel enerji, esneklik potansiyel enerji gibi birçok enerji biçimi vardır.
  • Sürati olan cisim kinetik enerjiye, yüksekte duran cisim potansiyel enerjiye, sıkıştırılmış yay esneklik potansiyel enerjiye sahiptir. Bir cisim aynı anda birden fazla enerjiye de sahip olabilir.
  • Evrende enerji yok olmaz, bir türden başka bir türe dönüşür. Kinetik enerji ve potansiyel enerji birbirlerine dönüşebildiği için cisimlerin sahip olduğu toplam enerji değişmez.
  • Cismin sahip olduğu enerji türünün değişmesine enerji dönüşümü denir. Enerji türünün adı değişse de cismin sahip olduğu toplam enerji korunur. Buna enerjinin korunumu denir.
  • Şekildeki sarkaçta meydana gelen enerji değişimlerini sırasıyla inceleyelim. Top;
    • 1 numaralı konumda iken herhangi bir sürati olmadığı için kinetik enerjisi yoktur ve bu konumda iken yükseklik en fazla olduğu için potansiyel enerjisi maksimumdur.
    • 2 numaralı konumda iken belirli bir sürate sahiptir ve bu noktada kinetik enerjisi maksimum seviyeye ulaşmıştır ancak cismin bulunduğu konumda yükseklik azalacağı için potansiyel enerjisi minimumdur.
    • 3 numaralı konuma ulaştığı anda artık cisim çıkabileceği maksimum yüksekliğe çıkarak potansiyel enerji maksimum değere sahip olmuştur ve artık bir sürate sahip olmadığı için kinetik enerjisi sıfırdır.
    • 1. konumdan 2. konuma giderken potansiyel enerji azalır, kinetik enerji artar. 2. konumda iken potansiyel enerji minimum, kinetik enerji maksimum olur. 2. konumdan 3. konuma giderken kinetik enerji azalır, potansiyel enerji artar. 3. Konumda iken potansiyel enerji maksimum olur ve kinetik enerji sıfırdır.

  • Şekildeki gibi fırlatılan top A noktasından B noktasına, B noktasından C noktasına giderken sürati gitgide azalırken topun sahip olduğu yükseklik artmaktadır. Yani kinetik enerji azalırken aynı oranda potansiyel enerjisi artmaktadır. Top tam C noktasına geldiğinde kinetik enerji sıfır potansiyel enerji maksimum seviyeye ulaşmıştır. Top tekrar C noktasından D noktasına, D noktasından E noktasına giderken sürat artmakta ve sahip olduğu yükseklik azalmaktadır. Yani kinetik enerji artarken potansiyel enerji azalmaktadır. Top tam E noktasında iken kinetik enerji maksimum olup potansiyel enerji sıfırdır.

  • Yukarıdaki örneklerde de görüldüğü gibi enerji vardan yok, yoktan var olamaz. Toplam enerji daima korunur. Toplam enerjinin korunması sırasında enerji dönüşümleri gerçekleşebilir.

Günlük hayattan enerji dönüşümlerine örnekler:

  • Elektrik enerjisinin ışık enerjisine dönüşmesi
  • Elektrik enerjisi, elektrik sobasında ısı enerjisine dönüşmesi
  • Elektrik enerjisinin vantilatörde hareket enerjisine dönüşmesi
  • Ellerimizi bir birine sürttüğümüzde hareket enerjisi ısı enerjisine dönüşmesi
  • Sıkıştırılmış yayın üzerine konan taşı fırlatması(potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür)
  • Baraj kapaklarının açılması ile suyun akması (potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür)
  • Güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüşmesi
  • Rüzgar enerjisinin elektrik enerjisine dönüşmesi

Sürtünme kuvvetinin enerji dönüşümüne etkisi:

  • Yüzey ile cisim arasında, cismin hareketini zorlaştıran veya engelleyen kuvvete sürtünme kuvveti denir.
  • Sürtünme kuvveti temas gerektiren bir kuvvettir.
  • Sürtünme kuvveti hareket yönüne daima zıttır.

  • Hareket eden cisimleri yavaşlatır ve durdurur. Duran cisimlerin hareket etmesini zorlaştırır.
  • Sürtünme kuvveti pürüzlü yüzeylerde daha fazladır, pürüzsüz yüzeylerde sürtünme kuvveti azdır.
  • Sürtünme kuvveti cismin ağırlığına ve yüzeyin cinsine bağlıdır. Cismin ağırlığı artarsa sürtünme kuvveti de artar. Yüzeyin pürüzlü olup olmamasına bağlıdır.
  • Sürtünme kuvveti, hareket halindeki cisimlerin sahip oldukları kinetik enerjiyi ısı enerjisine dönüştürerek kinetik enerjilerinin azalmasına yol açar. Azalan kinetik enerji bu şekilde farklı bir enerji türüne dönüştüğü için toplam enerji değişmemiş olur. Kinetik enerjinin azalması sonucu cisim yavaşlar ya da durur. Örneğin belli bir süratle hareket eden otomobil fren yaptığında yol ile tekerlek arasındaki sürtünme kuvveti artar. Böylece tekerlekler daha çok ısınır.

Hava ve su direnci:

  • Hava ortamında hareket eden cisimlerin hareketini zorlaştıran kuvvete hava direnci denir.
  • Hava direnci cisimlerin hareketiyle zıt yönlüdür. Bundan dolayı hava direnci cisimleri yavaşlatır.
  • Paraşütler hava direncini artıracak şekilde düzenlenir.
  • Otomobil ve uçaklar hava direncini azaltacak şekilde düzenlenir. Hava direncini azaltmak için uçakların burun kısımları sivri yapılır.
  • Kuşların vücut yapıları havada daha rahat hareket etmelerini sağlar. Kuşlar bu yapıları sayesinde hava direncinden fazla etkilenmezler. Göçmen kuşlar uzun uçuşlarında V şeklinde uçarlar.
  • Bir kağıt parçasını yüksekten bıraktığımızda yavaşça yere düşer. Kağıdı buruşturup yukarıdan bıraktığımızda daha hızlı düşer.

  • Hava direnci yağmur, dolu vb taneciklerin hızlarına etki ederek bu taneciklerin sabit hızda yeryüzüne düşmesini sağlar. Eğer hava direnci olmasaydı yağmur damlaları sürekli hızlanırlar ve yere merminin hızıyla ulaşırlardı.
  • Bisiklet yarışçılarının yarış esnasında eğilerek, yere paralel bir biçimde yol alması.
  • Su içerisinde hareket eden cisimlerin hareketini engellemeye çalışan sürtünme kuvvetine su direnci denir.
  • Su direnci cismin hareketine zıt yönde etki eder.
  • Vücut şekilleri ve üzerlerindeki kaygan pullar balıkların su direncinden az etkilenmelerini sağlayarak sudaki hareketlerini kolaylaştırır. Su direnci olmasaydı balıklar suda yüzemezdi.
  • Deniz altılar su direncinden daha az etkilenecek şekilde yapılırlar.
  • Gemilerin ön kısımlarının V şeklinde yapılarak su direnci azaltması amaçlanmıştır.

  • Yüzücülerin suya atlarken ellerini birleştirerek atlamaları su direncini azaltır.
  • Yüzücülerin mayo ve bone kullanması su direncini azaltır.

 

 

“ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ” KONU ANLATIMINI PDF OLARAK İNDİR.

Yorum Yap!

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir