Kinetik ve potansiyel enerji nedir, neye bağlıdır, özellikleri? 7. sınıflar için kinetik ve potansiyel enerji konu anlatımı.
ENERJİ
Elektrikler kesildiğinde televizyonunuzu çalıştırabilir misiniz? Benzini bitmiş arabanızla saatte 40 km sürat yapabilir misiniz? Peki uzun süre aç kaldıktan sonra ağır bir cismi taşıyabilir misiniz?
Yeterli enerjiniz yoksa iş yapamazsınız. Isınmak, hareket etmek ve ettirebilmek için enerjiye ihtiyacımız vardır.
► Bir cismin iş yapabilme yeteneğine enerji denir.
Birimi Joule (J) dür.
Pek çok enerji çeşidi vardır. Kimyasal enerji, ısı enerjisi, kinetik enerji, potansiyel enerji, ses enerjisi, rüzgâr enerjisi, nükleer enerji ve mekanik enerji bunlardan bazılarıdır.
Kinetik Enerji
Hareket hâlindeki varlıkların sahip oldukları enerjiye kinetik enerji denir.
Bir oyuncak arabayı şekildeki gibi hazırladığımız bir düzeneğin tepesinden serbest bıraktığımızı düşünelim. Araba hızlanacak ve takoza çarparak bir miktar sürüklenmesine neden olacaktır.
Arabanın içine bir demir bilye koyarak deneyi tekrarladığımızda tahta takozun sürüklenme mesafesi sizce aynı mı olur? İkinci durumda arabanın kinetik enerjisi daha fazla olduğundan tahta takoz daha fazla sürüklenir.
***Bir cismin kinetik enerjisi cismin kütlesi ve sürati ile doğru orantılıdır.
Çekim Potansiyel Enerjisi
Sadece hareketli varlıklar mı iş yapabilme yeteneğine sahiptir?
Şekildeki gibi tavana asılı bir cisim düşünelim. Cisim durgun hâlde olduğu için kinetik enerjisi yoktur.
Çocuk, cismin bağlı olduğu ipi kestiği anda cisim; ağırlığının etkisiyle düşer. Yani cisim üzerinde iş yapılmış olur.
Varlıkların yerden yüksekliklerinden dolayı sahip oldukları enerjiye çekim potansiyel enerjisi denir.
Eşit kütleli K ve L cisimlerini farklı yüksekliklerden kum zemine bıraktığımızı düşünelim. Hangisi zemine daha çok batar?
Zemine daha çok batan cismin, çekim potansiyel enerjisi de fazladır. L cismi yerden daha yüksekte olduğu için çekim potansiyel enerjisi daha fazladır. Çekim potansiyel enerjisi daha fazla olan L cismi kum zemine daha çok batar.
***Bir cismin çekim potansiyel enerjisi, cismin yerden yüksekliği ile doğru orantılıdır.
Aynı yükseklikten kum zemine bırakılan X ve Y toplarından, Y topunun kütlesi daha fazla olduğu için kum zemine daha çok batar. Çünkü kütlesi fazla olan Y cisminin çekim potansiyel enerjisi de fazladır.
***Bir cismin çekim potansiyel enerjisi, cismin kütlesi ile doğru orantılıdır.
Esneklik Potansiyel Enerjisi
Küçük bir çocukken hiç ayaklarınıza büyük yaylar bağlayıp yükseklere zıplamayı hayal ettiniz mi? Gerçekleştirilmesi biraz tehlikeli bir hayal. Ama yaylı yataklarda zıplama keyfini yaşamışsınızdır mutlaka.
Peki bütün bu eğlencenin aslında esneklik potansiyel enerjisiyle ilgili olduğunu biliyor muydunuz?
Kurmalı oyuncak bir arabanın yapısını incelediyseniz içindeki yayı fark etmişsinizdir. Bu yayı kurduğumuzda yayda potansiyel enerji depolanmasını sağlarız. Oyuncağı bıraktığımızda yaydaki potansiyel enerji boşalmaya ve araba hareket etmeye başlar. Yayların ve esnek cisimlerin potansiyel enerjisinden pek çok alanda faydalanılır.
Bir sapana küçük bir silgi yerleştirip lastiği Şekil I deki gibi gerdiğimizi düşünelim. Lastiği serbest bıraktığımızda silgi sürat kazanacak ve belli bir mesafeye düşecektir. Peki lastiği Şekil II’deki gibi daha çok gerersek silgi yine aynı mesafeye mi düşer? Yayı daha çok gerdiğimizde silgi daha uzağa düşer. Çünkü esnek maddenin sıkıştırılma veya gerilme miktarı arttıkça maddede depolanan enerji artar.
***Esneklik potansiyel enerjisi, esnek maddenin sıkıştırılma veya gerilme miktarıyla doğru orantılıdır.
Aynı işlemleri Şekil III’teki gibi daha kalın bir lastikle yaptığımızda silginin daha da uzak mesafeye gittiğini görebiliriz. Esnek maddenin kalınlığı arttıkça maddede depolanan enerji artar.
***Esneklik potansiyel enerjisi, esnek maddenin kalınlığı ile doğru orantılıdır.
