İŞ

Bir cismin, kuvvet etkisiyle kuvvet doğrultusunda yer değiştirmesi sonucu iş yapılmış olur.

• İş W ile sembolize edilir.
• Birimi joule (j) dür.

İŞ=KUVVET x YER DEĞİŞTİRME

W= F. ∆X        

  denklemi yardımı ile hesaplanır.

Yukarıdaki şekildeki cisim üzerine etki eden kuvvetin sadece yer değiştirme ile aynı doğrultudaki bileşeni iş yapmıştır.

Yapılan iş;

W= Fcosα. d          

olur.

Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş

Sürtünmeli yüzeyde cismin yer değiştirmesi ile sürtünme kuvveti aynı doğrultuda olduğu için sürtünme kuvveti de iş yapar.

Ancak kuvvetin yaptığı işi azaltıcı bir etki yaratır.

Sürtünmenin yaptığı

W _Fs = F_s. ∆X       

Şeklinde hesaplanır.

Yapılan net iş ise;

W _net = W _F -W _Fs = F_s. ∆X   - F_s. ∆X   

   W _net =F_{net .} ∆X   

ÖRNEK:

ÇÖZÜM:

W=38 j

38=F.(1,9)

F=20 Newton

ENERJİ

İş yapabilme yeteneğine enerji denir.

• Enerji birimi joule (j) dür.
• Skaler bir niceliktir.

Doğada enerji yoktan var vardan yok edilemez. 

Enerji evrende dönüşüm halindedir.

Doğadaki enerji kaynaklarını yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynakları olmak üzere iki grupta inceliyoruz.

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

• Biyokütle Enerjisi

Ülkemizde genellikle, çöp atıkları ile biyokütle enerji santralleri kullanılarak elektrik üretilmektedir.

Biyokütle enerjisinin kullanım potansiyeli oldukça yüksektir. Örneğin atık yağ ile, biyodizel üretilebilmektedir. Bu yemek restoranlarındaki günlük atık yağ miktarı düşünüldüğünde, biyokütle enerji kaynaklarının ne kadar büyük potansiyele sa ip olduğu anlaşılmaktadır.7

• Jeotermal Enerjisi

Yerküre kabuğunun altı homojen olmamasından dolayı farklılık göstermektedir. Yüzeyin altında, sıcaklığın tahmin edilen değerden daha yüksek olan yerler vardır. Ve bu sıcaklık kayalar tarafından emilerek depo edilir. Bu türdeki yüzeye yapılacak bir kazı, sıcak buharın yüzeyden çıkmasına neden olur. Çıkan bu buhar elektriğe veya başka bir enerjiye de dönüştürülebilir.

• Hidrolik Enerjisi

Suyun akışı ile elde edilen bir enerji kaynağıdır. Temiz ve doğal enerji kaynakları arasında bilinir. Hidroelektrik santralleri ile hidrolik enerjisinden elektrik üretilir.

• Rüzgar Enerjisi

Rüzgar ile elektrik üretimi için rüzgar türbinleri kullanılmaktadır. 1’den fazla rüzgar türbininin birleştirilmesi ile rüzgar çiftlikleri veya rüzgar tarlaları oluşturulmaktadır.

• Güneş Enerjisi

Güneş enerjisi çok temiz bir enerji kaynağı olup, doğaya ve çevreye neredeyse hiçbir zararı yoktur. Güneş enerjisi ile elektrik üretimi için birçok yöntem kullanılmaktadır. Termal ve fotovoltaik bunların başında gelir.

YENİLENEMEZ ENERJİ KAYNAKLARI

• Kömür

Kömürden elektrik elde etmek için termik santraller kullanılmaktadır. Kömür ülkemizdeki enerji kaynakları arasında kullanım yoğunluğu olarak çok büyük paya sahiptir.

• Petrol

Ham petrolün yakılması ile elektrik üretilir. Hem de jeneratör, araba gibi araçlar başta olmak üzere, aklınıza gelebilecek neredeyse tüm alanlarda petrol kullanılmaktadır.

• Doğalgaz

Doğalgaz yenilenemez enerji kaynakları içerisinde çok önemli bir kaynaktır.  Ülkemiz açısından çok önemlidir.

• Potansiyel enerji: Bir cismin konumundan dolayı sahip olduğu enerjidir.

1. Çekim potansiyel enerji

Kütle çekim kuvvetinden (yani cismin ağırlığından) dünyanın yüzeyinden yüksekliğinden dolayı sahip olduğu enerjidir.

          Ep = m.g.h 

m: kütle

g: yerçekimi ivmesi

h: kütle merkezinin yerden yüksekliği

      eşitliği ile hesaplanır.

2. Esneklik potansiyel enerji: Esnek bir cisimin sıkıştırılıp ya da uzatılması ile cisimde depo edilen enerji türüdür.

k: yay sabiti (yayın cinsine bağlıdır)

x: uzama ya da sıkışma miktarı

      eşitliği ile hesaplanır.

• Kinetik enerji: Cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir.

m: kütle

v: hız

      eşitliği ile hesaplanır.

ÖRNEK:

Şekildeki sistemin K-R  arası sürtünmelidir.

Şekildeki gibi h yükseldiğinden bırakılan 5m kütleli cisim M noktasında duruyor.

2h yükseklikten bırakılırsa hangi noktada durur?

1. L
2. M
3. N   
4. P 
5.  R

CEVAP: D şıkkı

GÜÇ
Birim zamanda yapılan işi ifade eder.
‘P’ ile sembolize edilir.
İş ve zamana bağlı formülü:
P = W / t = F.∆x/ t
birim zamandaki yer değiştirme hızı vereceği için;
P = F . olarak hesaplanabilir.
Günlük hayatta güç örneklendirilmek istenirse;
1kg kütleli cismi 3 metre yüksekliğe Erdem 10 dakikada, Ezgi 20 dakikada çıkartıyor.
Erdem ve Ezgi aynı işi yapmaktadır. Ancak Erdem bu işi daha kısa sürede tamamladığı için Erdem, Ezgi’den daha güçlüdür.
Örnek:
Bir vinç, 6 saniyede 30m yüksekliğe 10kg kütleli çimento çuvalını çıkartıyor
g= 10m/s2 alındığında vincin gücü

VERİM
Sisteme verilen enerjinin ne kadarının işe dönüştüğünün bir ölçüsüdür.
Verim = Alınan Enerji / Verilen Enerji
Verim = Alınan Güç / verilen Güç
bağıntıları yardımı ile hesaplanır.
% Verim = 100× Alınan Enerji/ Verilen Enerji
% Verim = 100× Alınan Güç/ Verilen Güç