Arama

İş, enerji ve kuvvet arasında nasıl bir ilişki vardır? - Sayfa 2

En İyi Cevap Var Güncelleme: 27 Ocak 2016 Gösterim: 58.032 Cevap: 11
sade - avatarı
sade
VIP hazan
6 Aralık 2012       Mesaj #11
sade - avatarı
VIP hazan

Kuvvet ve Hareket Arasındaki İlişki
Sponsorlu Bağlantılar

Kuvvet Duran Cisimleri Hareket Ettirir, Hareketli Cisimleri Durdurur, Hareketin Yönünü Değiştirir.
Bunu bir deneyle görelim;

KUVVET DURAN BİR CİSMİ HAREKET ETTİRİR Mİ?
DENEYİN AMACI: Duran bir cisme kuvvetin etkisini görmek.
HAZIRLIK SORULARI:
1-Duran bir cismi harekete geçirmek için ne yapılmalıdır?
2-Hareket halindeki bir cisme bir etki uygulayarak cismin hızını, doğrultusunu ve yönünü değiştirebilir miyiz?
KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1-bir döküm ayak
2-dinamometre
3-iplik
DENEY DÜZENEĞİ:
DENEYİN YAPILIŞI:
1-Bir döküm ayağının vidasına bir iplik bağlayıp, ucuna ilmik yapınız.
2-Dinamometreyi ipliğe bağlayarak çekiniz.
DENEYİN SONUCU:
Yaptığınız deneyde dinamometre belli bir kuvvet değerini gösterirken, döküm ayağın hareket ettiğini görürsünüz.
TEORİK BİLGİ:
Kuvvet nedir?
Duran bir cismi hareket ettiren, hareket halindeki bir cismi durduran veya hareket hızını, yönünü,doğrultusunu ve cisimlerin biçimlerini değiştiren etkiye “kuvvet” denir.
Kuvvet vektörel bir büyüklüktür ve vektörle gösterilir ( → ) . Kuvvetin değeri dinamometre ( yaylı el kantarı ) ile ölçülür. Kuvvet “F” ile sembolize edilir ve dört elemanı ile tanımlanır.

İŞ-ENERJİ ARASINDAKİ İLİŞKİ
kuvvet uygulanarak gerçekleştirilen kuvvet akımına iş denir.
İş yapabilme yeteneğine de enerji denir. Eğer bir kuvvet iş yapıyorsa enerji vardır, yada enerji değişiyorsa iş yapılmıştır.

ÖRNEK: İlk başta DURGUN olan bir cisim K noktasından L noktasına 12newton kuvvetle geliyor K ve L arasındaki uzaklık 10metre ise cismin L'deki enerjisi nedir?
ÇÖZÜM: w=xE yani iş enerjinin değişmesi veya;
W=Eson-Eilk olarak gösterilir..Eilk 0 dır(çümkü başta durgundur) Buna göre;
W=120-0= 120 cismin L'deki enerjisi


İŞ,GÜÇ,ENERJİ

Günlük hayatımızda sayısız iş tanımı yapılabilir ama fiziksel anlamda işin tanımı net ve tektir.
Düz bir yolda saatlerce yürüyen bir insan,ya da masada oturup saatlerce ders çalışan bir ideal öğrenci mi iş yapmıştır? Yoksa bir basamak merdiven çıkan öğrenci mi iş yapmıştır? Düz bir yolda yürüyen adam ile çalışan öğrenci fiziksel anlamda iş yapmamıştır. Ancak bir basamak merdiven çıkan öğrenci fiziksel anlamda bir iş yapmıştır.
O halde işi şöyle tanımlayabiliriz;


İŞ

Bir kuvvet, bir cisme uygulandığında, onu kendi doğrultusunda hareket ettiriyorsa, fen anlamında bu kuvvet iş yapmıştır.
Bu işin tanımından da anlaşıldığı üzere fen anlamında işin yapılabilmesi için üç şartın gerçekleşmesi gerekir;
1)Bir cisme bir kuvvetin uygulanması gerekir yani bir kuvvet olmalıdır.
2) Bu kuvvet bu cisme yol aldırması gerekir.
3) Kuvvetle yolun aynı doğrultuda olması gerekir.
Bu şartlardan biri ve ya birkaçı eksik olursa iş yapılmış sayılmaz.

İş=Kuvvet . Yol W=F . S W:Yapılan iş
F:Hareket doğrultusundaki kuvvetlerin bileşkesi (Net kuvvet)
S:Net kuvvet doğrultusunda alınan yol

Bu formülün geçerli olabilmesi için kuvvet ile yolun aynı doğrultuda yani birbirine paralel olması gerekir.
Kuvvet yola paralel değilse,ya kuvvetin yol doğrultusundaki bileşeni alınarak ya da yolun kuvvet doğrultusundaki bileşeni alınarak kuvvetle yol aynı doğrultuya getirildikten sonra çarpma işlemi yapılır.

İş Birimleri :

İş=kuvvet . yol olduğundan iş birimleri de kuvvet birimleri ile yol (uzunluk) birimlerinin çarpımına eşittir.


1 Joule = 107 Erg
1 kg-kuv . m = 9,8 Joule = 10 Joule

GÜÇ
Birim zamanda yapılan işe güç denir.
Güç=İş:Zaman

P=W:t

Fen bilimlerinde, yukarıdaki ifadeye göre az zaman da çok iş yapan adama güçlü adam denir
Güç Birimleri:
İş birimlerini zaman birimlerine bölmekle güç birimleri elde edilir.


1kilowatt = 1000 watt
1kgf . m/saniye= 9,8 watt
1 Buhar Beygiri (B.B)=736 watt


ENERJİ
Bir cismin ya da sistemin iş yapabilme kabiliyetine enerji denir. Değişik enerjiler vardır. Biz mekanik enerjiyi inceleyeceğiz. Mekanik enerji iki kısımdır;
1.Kinetik enerji (Hareket enerjisi) ve
2.Potansiyel enerji
1.Kinetik Enerji:
Bir cismin hareketinden (hızından) dolayı sahip olduğu enerjidir.

Ek=1/2.m.v2

Ek=Kinetik enerji (joule)
m=Cismin kütlesi (kg)
v=Cismin hızı (m/s)

2.Potansitel Enerji:
Cisimlerin durumları nedeniyle sahip oldukları enerjidir. Gerilmiş ya da sıkıştırılmış yayın, yukarıya kaldırılmış cismin, barajda birikmiş suyun potansiyel enerjileri vardır.
Bir yayı gererken ya da sıkıştırırken, bir taşı kaldırırken iş yaparız. Yay ve taş, yapılan bu iş kadar potansiyel enerji kazanır.
Belirtilen bir yere göre G=m .g ağılığındaki bir cismin potansiyel enerjisi “Ep=k .m .g”dir.
Cismi h yüksekliğinden aşağıya bırakırsak potansiyel enerji; kinetik enerjiye dönüşür.
Burada h cismi hangi seviyeye göre potansiyel enerjisini yazıyorsak, cismin o seviyeye olan yüksekliği alınacaktır. Mesela masanın üzerinde duran bir cismin masaya göre h yüksekliği olmadığından potansiyel enerjisi sıfırdır. Fakat aynı cismin yere göre bir potansiyel enerjisi vardır.

Enerjinin Korunumu:
Hiçbir enerji kendi kendine var olmaz, kendi kendine de yok olmaz. Fakat bir türden başka bir tür enerjiye dönüşebilir. Bu dönüşüm sırasında toplam enerji daima sabittir. Toplam enerjinin sabit olması demek bir tür enerji azalırken başka tür enerjinin aynı miktarda artması demektir. Mesela belli bir yükseklikten yere doğru hızlanarak düşen bir cismin kinetik enerjisi artarken, aynı miktarda potansiyel enerjisi de azalmaktadır.
Barajda birikerek potansiyel enerji kazanan su daha sonra yüksekten düşerek kinetik, sonra elektrik ve oradan da ısı ve ışık enerjisine dönüşmektedir.
Not: Enerji birimleri iş birimlerinin aynısıdır.

SORULAR
1)
80 kg’lık bir at arabasına 5m yol aldırmakla yapılan iş kaç joule dür?(Sürtünme yok.)

A)250 B)750 C)1250 D)400

Çözüm : Araba F2 yönünde ve 50N’luk bir kuvvet etkisinde hareket edeceğinden;

W=F . S
W=50 . 5=250 joule dür.
Cevap : A




2)10 m derinliğindeki bir kuyudan 900 kg suyu 0,5 dakikada çekebilen motorun gücü kaç B.B dir?

A)2 B)3 C)4 D)5

Çözüm : Güç= İş/Zaman
W= 900 . 10 = 9000 km-g
t = 0,5 . 60 = 30 s
P= 9000:30 = 300 kg-m/s
75 kg-m/s = 1 BB ise
300 kg-m/s = 4 BB‘dir.
Cevap : C


3)Bir adam yüksekliği 50 m olan bir dama her biri 10N ağırlığında 20 tuğla çıkarıyor. Başka bir adam aynı yüksekliğe 15 tuğla çıkarıyor. Birinci adam, ikinci adamdan kaç joule fazla iş yapmıştır?
A)2500 B)4500 C)7500 D)10000

Çözüm : İş = kuvvet x yol
W = F . x dir.

Birinci adamın bir tuğla için yaptığı iş;
10 . 50 = 500 joule, 20 tuğla çıkardığından
W = 20 . 500 = 10000 joule


Çözüm : Asansör %60 verimle çalıştığına göre gücü ;
P=3600.(60 : 100)=2160watt’tır.
P =W/t = (G . h)/t
2160=(G.20) : 10 2160=2 .G G=1080N ’dur Cevap : B

4)Aşağıdakilerden hangisi 1 watt’ a eşit değildir?

A)1 kg-f-m/s:9,81
B)1BB/736
C)1 joule/s
D)1 kg-f-m . 9.81

Çözüm : 1watt= 1 joule/s ‘dir.
1 joule= 1/9,81 kg-f-m olduğuna göre,
1 kg-f-m/9,81 de 1 watt’ a eşittir.
Ayrıca;1BB=786 watt
1watt=1/786BB ‘dir.
O halde, 1kg-f-m . 9.81, 1 watt’ a eşit değildir.
Cevap : D

5)Kütlesi 20 kg olan bir cisim 10m/s hızla hareket ederken kinetik enerjisi kaç joule‘ dür?

A)250 B)500 C)750 D)1000

Çözüm : Ek=1/2.m.v2
Ek=1/2.20.102=1000joule.
Cevap : D


Alıntı

Son düzenleyen nötrino; 27 Ocak 2016 12:24 Sebep: KIRIK GÖRSEL ve KAYNAK BAĞLANTISI!!


Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
27 Ocak 2016       Mesaj #12
Avatarı yok
Yasaklı
Alıntı

Durmakta olan bir cismi harekete geçiren, hareket halindeki bir cismi durduran, yönünü ve şeklini değiştiren etkiye ne ad verilir?

Verilen bilgide 'Kuvvet' tanımlanmıştır!
Sponsorlu Bağlantılar

Benzer Konular

20 Şubat 2012 / talip avcil Soru-Cevap
20 Ocak 2011 / Ziyaretçi Soru-Cevap
11 Mayıs 2011 / Misafir Cevaplanmış
16 Ekim 2009 / Misafir Soru-Cevap
14 Şubat 2019 / RümeySa Cevaplanmış