11.sınıf fizik kuvvet ve hareket, mekanik enerji ve toplam enerji korunumu ders notları. Kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşümü.
Enerji korunumuna geçmeden önce;
Ön bilgi için iş, güç ve enerji konu anlatımı veya iş, güç ve enerji formülleri sayfasına göz atabilirsin.
Mekanik enerji korunumu
Kinetik ve potansiyel enerjinin toplamına mekanik enerji denir.
Sürtünmesiz ortamda gerçekleşen harekette kinetik ve potansiyel enerjinin toplamı değişmez. Buna mekanik enerji korunumu denir.
Bu durumda kinetik ve potansiyel enerji birbirine dönüşmekte ve bir enerji azalıyorken diğer enerji artmaktadır.
Böylece hareket öncesi ve sonrası enerji toplamı birbirine eşit olur.
Sürtünmesiz ortamda ilk ve son mekanik enerjiler eşittir.
Yukarıdaki örnekte yere düşen topun mekanik enerjisi ilk durumda ve son durumda 10E dir.
Buna göre cisim serbest bırakıldığında ilk durumundaki potansiyel enerji son durumda kinetik enerjiye eşit olur.
Örnek:
Çözüm:
Öncelikle cisim ilk durumunda ve son durumda hangi enerjilere sahip olduğunu belirlenir.
İlk durumda cisim yerde ve bir hıza sahip bu nedenle sadece kinetik enerjisi vardır. Son durumda ise cisim belirli bir yükseklikte ancak duruyor bu nedenle sadece potansiyel enerjisi vardır.
Toplam enerji korunumu
Toplam enerji mekanik enerji ile ısı enerjisinin toplamıdır.
Ortam sürtünmeli ise mekanik enerji korunmaz, mekanik enerji ısıya dönüşür yani enerji kaybı oluşur.
Ancak toplam enerji değişmez.
Evrende yoktan enerji oluşmaz veya var olan enerji yok olmaz, birbirine dönüşür.
Toplam enerji her zaman korunur.
Isıya dönüşen enerji sürtünme kuvvetinin yaptığı işe eşittir.
W = F.x iş formülünden
Hareket öncesi ve hareket sonrası toplam enerji eşittir.
Örnek:
2 kg kütleli bir cisim sürtünmeli yatay bir düzlemde 20 m/s hızla ilerlerken, bir süre sonra hızı 10 m/s oluyor. Buna göre kaç J enerji kaybı olmuştur?
Çözüm:
veya ikinci çözüm yöntemi olarak enerji değişimi işe eşittir ifadesini kullanabiliriz. Burada bulacağımız negatif iş değeri kaybına eşittir.
Kinetik enerji değişimi işi verir.
Kinetik enerjinin son ve ilk değeri farkı bulunur. Ortam sürtünmeli olduğu ve hız azaldığı için bulduğumuz değişim enerji kaybını verir.
