Enerji Dönüşümleri

Fatih Akyüz Son güncelleme Eyl 1, 2022 2.436 0

ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

* Kinetik enerji, potansiyel enerji, ısı enerjisi, ışık enerjisi, kimyasal enerji, elektrik enerjisi gibi pek çok enerji türleri 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.

* Bir sistemin sahip olduğu toplam enerjiye mekanik enerji denir.

Enerji Dönüşüm Örnekleri:

1.Sarkaçta Enerji Dönüşümü:
* Şekilde ipin ucuna bağlanmış bir top sağa sola doğru hareket etmektedir. Burada kinetik ve potansiyel enerji dönüşümleri vardır.
* 1 den 2’ ye giderken potansiyel enerji azalır, kinetik enerji artar.

* 2 den 3’ e giderken potansiyel enerji artar, kinetik enerji azalır.

* Potansiyel enerjinin en fazla olduğu 1 ve 3’ tür.

* Kinetik enerjinin en fazla olduğu 2’ dir.

* Mekanik enerji (potansiyel ve kinetik enerjinin toplamı) değişmez.

(Sürtünmeler ihmal edilmelidir.)

2.Aşağıdan Yukarı Fırlatılan Topun Enerji Dönüşümü:

* Aşağıdan fırlatılan topun kinetik enerjisi vardır.

* Yukarı doğru çıkarken kinetik enerji azalır, potansiyel enerji artar.

* En tepe noktada kinetik enerjinin tamamı potansiyel enerjiye dönüşür.

(Kinetik enerji sıfır.)

* Yukarıdan aşağı inerken potansiyel enerji azalır, kinetik enerji artar.

3.Yay İle Oku Fırlatan Okçunun Enerji Dönüşümü:

* 1. durumdan 2. duruma geçerken esneklik potansiyel enerjisi oluşur.

* 2. durumdan 3. duruma geçerken esneklik potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür.

4.Sırıkla Yüksek Atlama Yapan Sporcunun Enerji Dönüşümleri:

I. Sporcu kinetik enerjiye sahiptir.
II. Kinetik enerji sırıkta esneklik potansiyel enerjiye dönüşür.
III. Esneklik potansiyel enerji, potansiyel enerji ve kinetik enerjiye dönüşür.
IV. Kinetik enerji minderde ısı enerjisine dönüşür.

5. Bu enerjiler çeşitli olaylarda birbirine dönüşmektedir.

* Elektrik enerjisi, ampulde ışık enerjisine dönüşür.

* Elektrik enerjisi ütüde ısıya dönüşmektedir.

* Elektrik enerjisi, elektrik motorunda hareket enerjisine dönüşür.

* Ellerimizi bir birine sürttüğümüzde hareket enerjisi ısı enerjisine dönüşür.

* Sıkıştırılmış yayda esneklik potansiyel enerjisi hareket enerjisine dönüşür.

* Cep telefonunun bataryasında kimyasal enerji, elektrik enerjisine dönüşür.

* Salıncakta sallanan kişide potansiyel ve kinetik enerji dönüşümleri görülmektedir.

Enerjinin Korunumu

Yukarıda gerçekleşen olaylarda sahip olunan enerji türleri değişmiş fakat toplam enerji miktarı (mekanik enerji) aynı kalmıştır. Enerji yoktan var olmaz, var olan enerji de yok olmaz buna “enerjinin korunumu” denir. Enerjinin korunmasına göre, enerji bir türden başka bir türe dönüşebilir ancak hiçbir zaman yok olmaz.

Sürtünme Kuvvetinin Kinetik Enerji Üzerindeki Etkisi:

Temas hâlindeki yüzeyler arasında hareketi engelleyici bir kuvvet vardır. Cismin kinetik enerjisinde azalmaya neden olan bu kuvvet sürtünme kuvvetidir. Hareket eden cisimlerde kinetik enerji bulunur. Sürtünme kuvveti hareket eden cisimlerin hareketini zorlaştırdığından dolayı kinetik enerjide azalmaya neden olur. Sürtünme kuvveti kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşmesine neden olur.

Sürtünme Kuvvetinin Özellikleri:

* Cisimlerin hareket yönüne zıttır.

* Cisimlerin hareketini zorlaştırır ve durdurur

* Sürtünme kuvveti duran bir cismi harekete geçiremez.

* Sürtünme kuvveti kinetik enerjide azalmaya neden olur.

* Sürtünen yüzeylerde ısınmaya neden olur.

* Sürtünme kuvveti nedeniyle eşyalarımız eskir.

* Sürtünme kuvveti sürtünen yüzeyin cinsine ve cismin ağırlığına bağlıdır.

* Sürtünen yüzeyin büyüklüğüne bağlı değildir.

Hava Direnci:

Cisimler ile havayı oluşturan tanecikler arasındaki temas sonucu oluşan sürtünme kuvvetine, hava direnci adı verilir. Hava direnci, hava ortamında hareket eden cisimlerin hareketini zorlaştırır ve cisimlerin yavaşlamasına neden olur. Paraşütle atlayan bir paraşütçü hava direnci ile karşılaşır. Kinetik enerjisindeki azalma sayesinde yere güvenli bir şekilde iniş gerçekleştirir.

Su Direnci

Havanın cisimlere direnç uygulaması gibi su da cisimlere bir direnç uygular. Su içerisindeki cisimlerin hareketini zorlaştıran bu direnç kuvvetine, su direnci adı verilir. Kayığa bindiğinizde kürek çekerken zorlanırsınız. Bunun nedeni su direncinin küreğin hareketini yavaşlatmasıdır. Bu örnekten anlaşılacağı gibi su direnci de kinetik enerjide azalmaya neden olur.
NOT: Su direnci hava direncinden daha büyüktür.

Hava ve Su Direncinin Yaşamdaki Etkisi:

* Buluttan ayrılan yağmur damlalarının sürati önce artar, bir süre sonra azalır. Daha sonra sabit bir süratle damlalar yeryüzüne iner. Yağmur damlalarının hızlanmasını engelleyen kuvvet hava direncidir. Hava direnci olmasaydı yağmur damlaları sürekli hızlanarak yere düşerdi. Atmosfere giren meteorların hızlarını azaltarak yeryüzüne zarar vermesini engelleyen de hava direncidir.

* Bazı jet uçaklarının kısa pistlere inişini kolaylaştırmak için kullanılan paraşütler vardır. Bunlar hava direncinin etkisiyle uçağı yavaşlatır ve uçağın güvenli bir şekilde durmasını sağlar.

* Kuşların vücut yapıları, gaga şekilleri ve tüylerinin hafifliği havada daha rahat hareket etmelerini sağlar. Kuşlar bu yapıları sayesinde hava direncinden fazla etkilenmezler. Kuşların vücut yapıları ve uçmalarından esinlenilerek uçaklar üretilmiştir.

* Uçaklar hava direncini en aza indirecek şekilde tasarlanır. Bu araçların uçları sivridir. Dış yüzeylerinde ise pürüzsüz ve kaygan malzemeler kullanılır. Uçakların inişi sırasında hava direncini artırmak için kanatların üzerindeki yapılar açılır. Böylece uçak yavaşlar ve güvenli bir iniş gerçekleşir.

* Otomobil, tren gibi araçlar da hava direncini en aza indirecek şekilde tasarlanır. Böylece havanın üstten ve yan taraflardan aracın alt kısımlarına göre daha hızlı dolanması sağlanarak hava direnci azaltılır.

* Suda yaşayan canlıların vücut yapıları su direncinden en az etkilenecek şekildedir. Balıkların vücutlarının kaygan olması ve üzerlerindeki pullar su dirençlerini azaltarak hareketlerini kolaylaştırır.

* Yüzücüler su direncini azaltmak için suya dalarken ellerini birleştirirler. Dalgıçların dalış sırasında giydikleri özel kıyafetler de su direncini azaltarak onların daha kolay dalmalarını ve yüzmelerini sağlar.

* Bu araçlar su direncinden daha az etkilenecek şekilde tasarlanmıştır. Örneğin gemilerin ön kısımları, su ile temas yüzeyini azaltarak su direncini azaltmak için “V” şeklinde yapılır. Ayrıca denizaltıların ön kısımları su direncini azaltacak şekilde tasarlanmıştır. Böylece bu araçlar suda hızlı hareket edebilir.