Ana Sayfa Fizik Esneklik Potansiyel Enerjisi Nedir

Esneklik Potansiyel Enerjisi Nedir

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda sizlere potansiyel enerji nedir, bunun yanı sıra sizlere kütle çekim potansiyel enerjisi nedir ve esneklik potansiyel enerjisi nedir konularını anlatacağız. Hareket eden bir çekicin bir çiviyi duvara çakması örneğindeki gibi, kinetik enerjiye sahip bir cisim başka bir cisim üzerinde iş yapabilir. Şimdi enerjinin diğer bir biçimini tanıtacağız. Potansiyel enerji (U) denilen bu enerji bir cisimler sisteminin enerjisidir.

Potansiyel enerjinin özel bir biçimini tanımlamadan önce, birbirine kuvvet uygulayan, iki veya daha çok cisimden oluşan bir sistemi tanıtmalıyız. Sistemin düzenlenişi değişirse, sistemin potansiyel enerjisi de değişir. Sistem birbirine kuvvet uygulayan sadece iki parçacıktan oluşmuşsa, bu parçacıklardan biri üzerine etkiyen kuvvetin yaptığı iş, parçacığın kinetik enerjisi ile sistemin diğer biçimlerdeki enerjisi arasında bir enerji dönüşümüne neden olur.

Kütle-Çekim Potansiyel Enerjisi Nedir

Bir cisim yere doğru düşerken, yer, cisim üzerine, cismin hareketiyle aynı yönde bir mg kütle çekimi kuvveti uygular. Kütle çekim kuvveti cisim üzerinde iş yapar ve bu yüzden cismin kinetik enerjisi artar. Bir tuğla, yerde duran bir tahtadaki çivinin üzerine durgun halden düşüyor olsun. Tuğla bırakıldığında, sürat kazanarak, dolayısıyla kinetik enerji kazanarak yere doğru düşer. Tuğla, yerden herhangi bir yükseklikte iken, tuğla-dünya sistemi potansiyel enerjiye sahiptir (yani sistem iş yapma potansiyeline sahiptir) ve bu potansiyel enerji, tuğla düşerken kinetik enerjiye dönüşür. Potansiyel enerjiden kinetik enerjiye dönüşüm, tüm düşme süresince oluşur. Tuğla, yerde duran çivi ile tahtaya ulaştığında, çiviyi tahtaya çakarak çivi üzerinde iş yapar. Tuğlanın çivi üzerinde ne kadarlık iş yapabileceğini neler belirler? Bu, daha ağır tuğlanın çiviyi daha fazla çakacağını ve daha yüksekten bırakılan tuğlanın çiviyi çaktığında daha çok iş yapacağını görerek anlaşılır.

bm-institute

Bir cisim üzerine etkiyen kütle-çekim kuvvetinin büyüklüğüyle, cismin y-yüksekliğinin çarpımı, fizikte o kadar önemlidir ki, bu enerjiye özel bir ad veririz: kütle-çekimi (yer çekimi) potansiyel enerjisi. Kütle-çekimi potansiyel enerjisinin simgesi Uolup tanım eşitliği

potansiyel enerji nedir
Eşitlik 1

siber güvenlik

dir. Kütle-çekimi potansiyel enerjisi, cisim-Dünya sisteminin potansiyel enerjisidir. Bu potansiyel enerji, kütle-çekim kuvveti tarafından sistemin kinetik enerjisine dönüştürülür. Bir cismin kütlesi (dünya), diğer cisimden çok büyük olduğu bir sistemde, büyük kütleli cisim, durgun olarak alınabilir ve sistemin kinetik enerjisi tümüyle daha hafif cismin kinetik enerjisiyle temsil edilebilir. Bu durumda, sistemin kinetik enerjisi, yere doğru düşen cismin kinetik enerjisi ile temsil edilir. Ayrıca,1 Eşitliğinin sadece yeryüzüne yakın cisimler için geçerli olduğuna dikkat ediniz. Burada g yaklaşık olarak sabittir.

potansiyel enerji nedir, kütle çekim enerjisi nedir

Şimdi, kütle-çekim kuvvetinin bir cisim üzerinde yaptığı işi, cisim-Dünya sisteminin kütle çekim potansiyel enerjisine doğrudan bağlayalım. Bunun için, Şekil 1 de görüldüğü gibi yerden başlangıçta bir yi yükseklikteki m kütleli bir tuğlayı ele alalım. Hava direncini ihmal edersek, tuğla düşerken üzerine etkiyen tek kuvvet mg kütle-çekim kuvvetidir. Tuğla aşağı doğru d kadar yer değiştirmeye uğradığında, kütle çekim kuvvetinin yaptığı Wg işi

Wg = (mg).d = (-mgj) . (ys – yi)j = mgyi – mgys

olur. Burada j.j = 1 gerçeğini kullandık. Bir cisim, d = (xs – xi)i + (ys – yi)j olacak şekilde hem yatay, hem de düşey bir yer değiştirme yaparsa, bu durumda kütle çekim kuvvetinin yaptığı iş, -mgj(xs – xi)i = 0 olduğundan yine mgyi – mgys olur. O halde, kütle-çekim kuvvetinin yaptığı iş, sadece y deki değişime bağlı olup, yatay x konumundaki herhangi bir değişime bağlı değildir.

Şimdi mgy niceliğinin sistemin Ug kütle-çekim potansiyel enerjisi olduğunu ve buna göre

potansiyel enerji nedir konu anlatımı
Eşitlik 2

elde edeceğimizi öğrendik. Bu sonuçtan, kütle-çekim kuvvetinin herhangi bir cisim üzerinde yaptığı işin, sistemin kütle-çekim potansiyel enerjisindeki değişimin negatifine eşit olduğunu görüyoruz. Ayrıca bu sonuç, sadece ilk ve son konumlardaki potansiyel enerjilerin farkım gösterir. Bu, koordinatın başlangıcını herhangi uygun bir konumda seçmekte serbest olduğumuzu ifade eder. Son olarak, bir cisim yere düşerken, kütle çekim kuvvetinin cisim üzerine yaptığı iş, cisim aynı noktadan başlayıp eğik düzlemde yere doğru kaydığı zaman yapılan iş ile aynıdır. Yatay hareket, Wg nin değerini etkilemez.

Kütle-çekim potansiyel enerjisinin birimi, işin birimi ile aynı, yani-joule ’dür. Potansiyel enerji, iş ve kinetik enerji gibi skaler bir niceliktir.

Örnek: Dikkatsiz bir bovling oyuncusunun tuttuğu top; oyuncunun elinden kayarak ayak parmağına düşüyor. Yer seviyesini koordinat sisteminizde y = 0 seçerek, top düşerken kütle-çekim kuvvetinin top üzerinde yaptığı toplam işi kestiriniz. Oyucunun başının tepe noktasını, koordinatların başlangıcı seçerek hesabı tekarlayınız.

Çözüm: Önce, bir kaç değeri belirlememiz gerekir. Bir bovling topunun kütlesi yaklaşık 7 kg’dır ve bir kişinin ayak parmağının tepesi yerden 0,03 m yukarıdadır. Ayrıca, topun 0,5 m lik bir yükseklikten bırakıldığını varsayıyoruz. Problemi bitirinceye kadar anlamlı rakam sayısını önemseyerek, top bırakılmadan hemen önce, top-yer sisteminin kütle çekim potansiyel enerjisini Ui = mgyi = (7 kg) (9,80 m/s2) (0,5 m) = 34,3 J olarak hesaplarız . Top oyuncunun parmağına ulaştığı an benzer bir hesaplama ile Us = mgys

Oyuncunun başını koordinatlarımızın başlangıcı olarak kullandığımızda (yerden 1,50 m yukarıda olduğu varsayımı ile), Ui = mgyi = (7 kg) (9,80 m/s’) (-1 m) = -68,6 J ve Us = mgys = (7 kg) (9,80 m/s2) (-1,47 m) = -100,8 J buluruz. Kütle çekim kuvvetinin yaptığı iş yine Wg = Ui – Us = 32,24 J ~ 30 J dür

Esneklik Potansiyel Enerjisi Nedir

Esneklik Potansiyel Enerjisi nedir; Şimdi, Şekil 2’de görüldüğü gibi blok ve yaydan oluşan bir sistemi inceleyelim. Yayın blok üzerine uyguladığı kuvvet, Fs = -kx ile verilir.

potansiyel enerji nedir ve esneklik enerjisi nedir
Eşitlik 3

potansiyel-enerji-nedir

Bu durumda, bloğun ilk ve son x koordinatları, x = 0 denge konumundan ölçülür. Yine, W’nin sadece, cismin ilk ve son x koordinatlarına bağlı olduğunu ve herhangi kapalı bir yol için sıfır olduğunu biliyoruz. Sistemin esneklik potansiyel enerji fonksiyonu

esneklik potansiyel enerji nedir formülü
Eşitlik 4

olarak tanımlanır. Sistemin esneklik potansiyel enerjisi, şekli değişmiş yayda (denge konumundan ya sıkıştırılmış ya da gerdirilmiş bir yay) depolanan enerji olarak düşünülebilir. Bunu anlamak için, sürtünmesiz, yatay bir yüzeydeki bir yayı gösteren Şekil 2’yi ele alalım. Bir blok yaya doğru itilerek (Şek.2b) yay bir x uzaklığı kadar sıkıştırıldığında, yayda depolanan potansiyel enerji, kx2 /2 dir. Blok, durgun halden bırakıldığında, yay ilk uzunluğuna döner ve depolanan esneklik potansiyel enerjisi, blokun kinetik enerjisine dönüşür (Şekil 2c). Yay şeklini değiştirmediği sürece (x= 0), yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi sıfırdır. Yay, sadece yay gerildiğinde ya da sıkıştırıldığında, yayda enerji depolanır. Ayrıca, yay maksimum sıkışma veya gerilmeye ulaştığında (yani, lxl maksimum olduğunda) esneklik potansiyel enerjisi maksimum olur. Son olarak, esneklik potansiyel enerjisi, x2 ile orantılı olduğundan, Us, şekli bozulmuş bir yayda, daima pozitif olacaktır.

Bu yazımızda sizlere Potansiyel Enerji Nedir konusunu anlattık diğer yazımızda görüşmek üzere.

arıcılık malzemeleri
Taner Hayret
Taner Hayret
Merhaba ben Taner Hayret, bir süre Türkiye de Elektrik ve Elektronik Mühendisliği üzerine eğitim aldıktan sonra, hayat serüvenime yurt dışında Nükleer Enerji Mühendisliği üzerine devam ettirmeye karar verdim. Burada sizlerle bilim adına tecrübelerimi paylaşacağım.

1 Yorum

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.

Yazar Ol Yenilenebilir Enerji Teknolojileri arıcılık malzemeleri siber güvenlik

Yeni Yazılar

Takla Atarken Fotoğrafı Bulunan Jandarma Helikopteri Sikorsky S-70’in Hikayesi

Yabancı haber sitelerine kadar düşen bu meşhur fotoğrafla ilgili internette bir bilgi kirliliği mevcut. Doğrusunu dinliyoruz. İnternette sağda solda bu helikopteri takla atarken gösteren bir...

Osteoartrit Nedir Neden Olur Tedavisi Nedir

Osteoartrit; eklem kıkırdağında erozyon, eklem kenarlarında yeni kemik oluşumu, eklem aralığının kaybı, eklem kıkırdağında yumuşama ve incelme, eklem sıvısında ve kapsülünde biyokimyasal değişikliklerin eşlik...

Halide Edip Adıvar Handan Özeti

Halide Edip Adıvar’ın Handan adlı bu eseri, mektuplardan oluşan bir roman olma özelliğini taşımaktadır. Romanda, kitabında ismi olan başkarakter Handan isimli bir kadın bulunmaktadır....

Some Ethical Problems For Turkey

Examples of creating solutions to some of the ethical problems existing in Turkey, I wanted to share with you. I believe that we should...

Mühendislik Maaşları

Popüler Mühendislik Dalları

Bu yazıyı popüler mühendislik dalları başlığı altında üniversite tercihi yapacak arkadaşlarımızı bir nebze yardımcı olabilmek için yaptım yardımı olur umarım. Elektrik Elektronik Mühendisliği elektrik üretimi,...

Enerji Sistemleri Mühendisliği Maaşları

Bu yazımızda sizlere enerji sistemleri mühendisliği maaşları hakkında bilgi vereceğiz. Enerji sistemleri mühendisliği bölümü, her cinsten enerjinin kaliteli, yeterli ve düşük maliyetli bir taraftan...

Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Maaşları

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda gemi inşaatı ve gemi makineleri mühendisliği maaşları hakkında internetten araştırdığımız bilgileri sizlere sunacağız. Gemi inşaatı ve gemi makineleri mühendisliği, sık sık...

Eczacılık Maaşları

Bu yazımda eczacılık maaşları hakkında bir takım bilgiler vereceğim. Eczacı deyince sadece dükkan sahibi olanlar akla gelmemelidir. Çünkü devlet kurum ve kuruluşlarında ilaç dağıtım...