Potansiyel Enerji Nedir? Nelere Bağlıdır? Örneklerle Konu Anlatımı

0

Potansiyel enerji nedir? Potansiyel enerji nelere bağlıdır, örneklerle potansiyel enerjinin anlatımı. Potansiyel enerjinin kuvvet ve iş ile bağlantısı

potansiyel yay

POTANSİYEL ENERJİ

Cisimlerde, bazen, bulundukları fiziksel durum nedeniyle depolanmış gizli bir enerji bulunur. Örneğin barajda depolanmış suyun bünyesinde böyle bir enerji vardır. Suyu serbest bırakırsak bu enerjinin etkisiyle harekete geçer, kinetik enerji oluşur. Aynı şekilde sıkıştırılmış bir yayda da böyle bir enerji bulunur. Yay serbest kalınca hareket oluşur. Pozitif elektrikle yüklü iki cisim yan yana tutulurken sürekli birbirini iterler. Durumları sıkıştırılmış yaya benzer. Serbest kalınca birbirlerinden uzaklaşacak şekilde harekete geçerler. Demek ki elektrik yükleri de bir çeşit depolanmış enerji taşırlar.

Bu örneklerde olduğu gibi, bir sistem ya da bir cisim serbest bırakıldığında harekete başlayabiliyorsa bu cisimde ya da sistemde potansiyel enerji vardır denir. Ayrıca yukarıdaki örneklerde şu da var : Cisim ya da sistem serbest bırakılınca, sistemi önceki durumuna döndürmek isteyen bir kuvvet vardır, örneğin sıkıştırılmış bir yayda, yayı gevşemeye zorlayan bir iç kuvvet bulunur. Bu kuvvet yayı harekete geçirir. Aynı şekilde barajda depolanmış suyu da yerçekimi kuvveti aşağı indirir.

Potansiyel Enerji

Cisimde ya da sistemde bir durum değişikliği oluşturmak istersek bu tür kuvvetleri yenmek zorunda kalırız ve dolayısıyla bir iş yapmış oluruz. Yaptığımız bu iş cisimde potansiyel enerji olarak depolanır, örneğin bir yayı sıkıştırırken yayın esnekliğinden doğan bir iç kuvvetle karşılaşırız. Bu kuvveti yenmek için biz bir kuvvet uygularız. Bizim uyguladığımız kuvvet, yay sıkışırken bir iş yapar. Yaptığımız bu iş yayda potansiyel enerji olarak depolanır. Bir taşı yerden kaldırmak istediğimizde, taşın ağırlığına karşı bir kuvvet uygulamamız gerekir. Taş yukarı çıkarılınca bizim uyguladığımız kuvvet bir iş yapar. Bu iş de taşa potansiyel enerji olarak aktarılır. Pozitif elektrikle yüklü iki cismi birbirine yaklaştırmak istersek elektriksel itici kuvveti yenmemiz gerekir. Bu kuvveti yenmek için bizim yaptığımız iş de bu cisimlerde potansiyel enerji olarak depolanır.

Tüm bu açıklamalardan şöyle bir tanım çıkabiliriz:

Bir sistemin durumunda değişiklik oluştururken bu sistemi önceki durumuna döndürmeye çalışan kuvvetler varsa, yalnız bu kuvvetleri yenmek için bizim yaptığımız işe ya da harcadığımız enerjiye potansiyel enerji denir ve sistemde depolanır.

Potansiyel Enerjinin Kinetik Enerjiye Dönmesi

Bir duvar yada cep saatinin kurulmuş zembereğinde potansiyel enerji vardır. Bu enerji yavaş yavaş bırakılır ve akreple yelkovanın kinetik enerjisi halinde belirir.

Bir sistemi geriye döndürücü kuvveti yenmek için gerekli kuvvet, aynı zamanda sistemi dengede tutan ya da sabit hızla hareket ettiren kuvvet demektir. Bu nedenle potansiyel enerji, cismin kuvvet alanında sabit hızla hareket etmesi için yapılan işe eşittir.

Yalnız,burada yanlış anlamayı önlemek için şunu söylemek zorundayız: Bir cismi sürtünmeli bir zeminde sabit hızla hareket ettirmek için de mutlaka bir kuvvete gereksinmemiz vardır. Bu kuvvetin yaptığı iş potansiyel enerji değildir. Isıya dönüşür. Yapılan işin potansiyel enerjiye dönüşmesi için yenmek zorunda olduğumuz kuvvetin yerçekimi, elektriksel çekim ya da itme, yayın esneklik kuvveti gibi kuvvetler olması gerekir. Bu kuvvetler etkisindeki cisimler daima kuvvetin sıfır olduğu durumu tercih ederler.

Cismi bu durumdan ayırırsak bir enerji vermiş oluruz, örneğin yerçekimi alanında cisimler hep yerin merkezine gitmek isterler. Biz bir cismi yerin merkezinden ya da yeryüzünden uzaklaştırmak istersek çekim kuvveti, cismi hep geri getirmeye çalışır. Bir yayı gerersek, yay, kendini hep ilk duruma getirmeye zorlar. Elektrik yükleri birbirini iter ya da çekerler. Pozitif yüklü iki cismi birbirine yaklaştırdığımızda, önceki duruma döndürmeye çalışan itici bir kuvvet ortaya çıkar. Bu tür kuvvetlere “korunumlu kuvvetler” denir. Sürtünme kuvveti gibi, cismi önceki durumuna döndürme özeliği olmayan kuvvetlere de “korunumsuz kuvvetler” denir. Korunumlu bir kuvvete karşı yapılan iş daima potansiyel enerjiye dönüşür.

O halde sonuç olarak :

1 Potansiyel enerji, cisimlerin bulunduğu durum nedeniyle sahip oldukları depolanmış enerjidir.

2. Cisimler, korunumlu bir kuvvet etkisi altındayken potansiyel enerjiye sahip olurlar.

3. Korunumlu kuvvet altındaki bir cismi, sabit hızla hareket ettirmek için uygulanan kuvvetin yaptığı iş potansiyel enerji artışına eşittir.


Bir Yorum Yazmak İster misiniz?