3.ÜNİTE KUVVET VE ENERJİ

1. BÖLÜM KÜTLE VE AĞIRLIK İLİŞKİSİ

Evrende bulunan tüm cisimler birbirine çekim kuvveti uygular.

Bütün gök cisimleri hem birbirine hem de üzerindeki cisimlere çekim kuvveti uygular.

Cisimlerin birbirine uyguladığı bu çekim kuvvetine kütle çekim kuvveti denir.

Yerkürenin, üzerinde bulunan cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvveti ise yer çekimi kuvveti olarak adlandırılır.

Yer çekimi kuvvetinin yönü daima yerin merkezine doğrudur.

Kuvvetin ölçülebilen bir büyüklük olduğu ve dinamometre ile ölçüldüğü bilinmektedir.

Kütleye etki eden yer çekimi kuvvetine ağırlık denir.

Ağırlık bir kuvvettir ve dinamometre ile ölçülür.

Ağırlığın birimi, kuvvet birimi olan Newton’dur (N).

Ağırlık cismin kütlesine ve cisme etki eden çekim kuvvetine bağlıdır.

Dünya üzerinde kutuplardan ekvatora doğru gidildikçe cisme etki eden yer çekimi kuvveti azalır. Bu nedenle bir cismin kutuplardaki ağırlığı, ekvatordaki ağırlığından daha büyük ölçülür.

Kütle, madde miktarının ölçüsüdür.

Bir cisim Dünya’nın ya da uzayın neresine götürülürse götürülsün cisimdeki madde miktarı değişmez.

Kütle, eşit kollu terazi ile ölçülür ve birimi kilogram (kg) ya da gramdır (g).

2. BÖLÜM KUVVET, İŞ VE ENERJI İLİŞKİSİ

2.1 Kuvvet ve İş

Fiziksel anlamında iş yapılmış olması için cisme bir kuvvet uygulanması ve cismin uygulanan kuvvetle aynı doğrultuda yer değiştirmesi gerekir

      W = F. X

* Yapılan iş cisme uygulanan kuvvete ve cismin aldığı yola bağlıdır.
* Uygulanan kuvvet ve alınan yol ile iş arasında doğru orantı vardır.
* İşin birimi joule (J) şeklinde ifade edilir.

2.2 Enerji ve Enerji Çeşitleri

Enerji, iş yapabilme yeteneğidir.

Bu nedenle enerji ve iş birimleri aynıdır.
Günlük hayatta enerji farklı çeşitlerde karşımıza çıkabilir.

Kinetik Enerji: Cismin hareketinden dolayı kazandığı enerjiye kinetik enerji denir. Bir cismin hareket edebilmesi için o cisme kuvvet uygulanması gerekir.

Uygulanan kuvvet arttıkça hareket hareket eden cismin sürati de artar. Süratteki artış kinetik enerjinin de artmasını sağlar.

Potansiyel Enerji: Cisimlerin konumlarından dolayı sahip oldukları enerjidir.

Cisimler serbest bırakıldığında cisimlerin sahip oldukları potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür
ve bu cisimler hareket eder.

Potansiyel enerji, çekim potansiyel enerjisi ve esneklik potansiyel enerjisi şeklinde sınıflandırılır.

Yer çekimi kuvvetinden dolayı belli yükseklikteki cismin sahip olduğu enerjiye çekim potansiyel enerjisi denir.

Çekim potansiyel enerjisi yükseklik ve kütle ile doğru orantılıdır.

Esnek cisimlerin sıkışık ya da gerginken sahip olduğu enerjiye esneklik potansiyel enerjisi denir.

Esneklik potansiyel enerjisi sıkıştırılan ya da gerilen cisimlerde depolanmış olarak bulunur.

Kuvvet uygulandığında şekil değiştiren, kuvvetin etkisi ortadan kalkınca da tekrar eski hâline gelen her madde esneklik potansiyel enerjisi depolayabilir.

Hem potansiyel enerjiye hem de kinetik enerjiye sahip olma durumuna mekanik enerji denir.

3. BÖLÜM ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

Enerji, yoktan var olmaz; var olan enerji de yok olmaz. Ancak bir türden başka bir türe dönüşür. Buna enerjinin korunumu kanunu denir.

En sık karşılaşılan enerji dönüşümleri potansiyel enerjinin kinetik enerjiye , kinetik enerjinin potansiyel enerjiye
dönüşmesidir.

Sarkaçlı saat ve salıncak, salınım hareketi yapar. Salınım hareketi sırasında potansiyel ve kinetik enerji dönüşümleri gerçekleşir.

Gerilmiş yaydaki potansiyel enerji fırlatılan okta kinetik enerjiye dönüşür.
Gerilmeyle yayda biriken esneklik potansiyel enerjisi, yayın bırakılması ile oku harekete geçirir ve kinetik enerjiye dönüşür. Bu olayda da toplam enerji korunur.

3.2 Sürtünme Kuvveti ve Kinetik Enerji

Temas eden yüzeylerin arasında hareketi zorlaştıracak veya engelleyecek biçimde ortaya çıkan zıt yöndeki etkiye sürtünme kuvveti denir.

Hava ve su da içinde hareket eden cisimlere sürtünme kuvveti uygular. Havanın içinde hareket eden bir cisme hareketini engelleyici yönde etki eden sürtünme kuvvetine hava direnci denir.
Suda hareket eden bir cisme etki eden sürtünme kuvvetine ise su direnci denir.