Cevap Yaz Yazdır
Gösterim: 304.245|Cevap: 4|Güncelleme: 15 Ağustos 2016

İş - Güç - Enerji

Mesaja atla
Tiglon
16 Mayıs 2007 20:33   |   Mesaj #1   |   
Tiglon - avatarı
Ziyaretçi

İş - Güç - Enerji


İŞ


Bir cisme yol aldırmak için kuvvet uygulanır. Bir cismi bir yerden alıp başka bir yere koyduğumuzda, bir el arabasını sürdüğümüzde, çantayı taşıdığımızda iş yapmış oluruz. İşin basit bir formülü vardır:
Sponsorlu Bağlantılar
İş = Kuvvet * Yol
SI sisteminde kuvvet birimi Newton, alınan yolun birimi metre olduğundan işin birimi newton.metre'dir. Bu birime yine SI sisteminde joule (jul) denir. Yani 1 joule = 1 newton.metre'dir. Bir joule, bir newtonluk bir kuvvet tarafından, kuvvetin doğrultusuna paralel olarak bir metrelik bir uzaklık boyunca etkimesiyle yapılan iştir.

İşi ölçmede farklı birimler de kullanılmaktadır. Bunlar ve kaç jolue denk geldikleri ile ilgili bilgiler aşağıdaki tabloda verilmiştir. Başka birimlerde ifade edilen bu birimler işlem yapılırken mutlaka jolule çevrilmelidir.

İş yapılması için sadece kuvvet uygulamak yeterli olmaz. Eğer cisim kuvvet uygulandığı halde hareket etmiyorsa yani yer değiştirme yapmıyorsa iş yapılmış olmaz. Örneğin bir kitabı okurken oturduğunuzda veya yemek yerken oturduğunuzda iş yapmış olmazsınız. Çünkü bu esnada herhangi bir yer değiştirme yapılmamıştır.
Ad:  1.gif
Gösterim: 3594
Boyut:  6.3 KB
Şekilde olduğu gibi, bir F kuvvetinin bir cismi A noktasından B noktasına x kadar yer değiştirdiğini var sayarsak F'nin x doğrultusundaki bileşenini Fx ile gösterelim. Bu durumda x yer değiştirmesi süresinde F tarafından yapılan işi bulmak için
W = Fx * x
olacaktır. Bu durumda Fx'i bulmak için
Fx = F * Cosa
eşitliğinden yararlanılır. Bu iki formülden yararlanarak formülümüzü tekrar ele alacak olursak;
W = Fx * Cosa olacaktır.
Ad:  2.gif
Gösterim: 3480
Boyut:  5.5 KB
Yukarıdaki şekli bir örnek çözerek inceleyecek olursak, bir kişi 25 Newton kuvvet uygulayarak bisiklete 1500 metre yol aldırırsa bu iş kaç joule'dir ve 10 Newtonluk bir kuvvetle aynı işin yapılması için bisikletin ne kadar yol alması gerekir?

ÇÖZÜM:

İlk olarak yapılan işin miktarı belirlemek gerekmektedir. Bunun için yukarıda verilen formülü kullanarak;
F=25 Newton, x=1500 metre ise
W = F.x
W=25.1500
W=37500 jouledir.


İkinci işlemi yapmak için ise;
x= W/F
x= 37500/10
x=3750 metre yol alması gereklidir.
Yukarıda verilen örnekte görüldüğü gibi kuvvet ve yol arttıkça yapılan işin miktarı da artmaktadır. Yani aralarında doğru bir orantı vardır.

ENERJİ


Bir cismin iş yapabilme yeteneğine enerji denir. Bir araç, bir yerden bir yere giderken bir kuvvet harcar ve yol alır ve bir enerji harcar. Bir silahtan çıkan mermi, önüne çıkan cisimleri tahrip eder veya deler. Bir insan bir masayı alıp başka yere taşırsa bir enerji harcamıştır. Yani iş yapabilecek durumda olan her şeyin bir enerjisi vardır. Bu enerji kullanılmadığı durumlarda potansiyel enerji iken kullanılma durumunda kinetik enerji halindedir.

İş yapabilmek için mutlaka enerjiye ihtiyaç vardır. Yapılacak işlem ile enerji işe dönüşecektir. Kuvvet uygulanarak iş yapıldığında cisim enerji kazanmaktadır. Bu nedenle enerji ile işin birimleri aynıdır yani jouledir.

Enerjinin farklı türleri vardır. Hareket enerjisi, ısı enerjisi, ışık enerjisi gibi. Ve enerjiler birbirine dönüşebilmektedir. Bir lastiği çektiğimizde iş yapmış oluruz. Yapılan iş lastiğin içinde enerji olarak depolanır. Lastiğe bir cisim tutturup bıraktığımızda cisim hareket eder. Böylece lastiğin içinde depolanan enerji hareket enerjisine dönüşür. Ağzını mantar tıpa ile kapattığımız bir cam tüpü ısıttığımızda, tüpün içindeki havanın ısınarak genleşmesi sonucunda mantar tıpa tırlar. Burada ısı enerjisi hareket enerjisine dönüşmüştür.

İki cismi birbirine sürttüğümüzde cisimleri hareket ettirmiş oluruz. Ve cisim bir süre sonra ısınmaya başlar. Burada da hareket enerjisi ısı enerjisine dönüşmüştür. İnsanlarda besinlerden aldıkları enerjiyi vücutlarında depolarlar ve bir iş yaptıklarında bu enerjiyi kullanarak iş yaparlar. Evlerimizi veya iş yerlerimizi ısıtmak için yakıtlardan faydalanırız. Yakıtlarda var olan kimyasal enerji ısı enerjisine dönüşür. Isıtma ve aydınlatma için elektrik enerjisini kullanırız. Elektrik enerjisi lambalar yardımıyla ışık enerjisine, ütü, ısıtıcı ve klima yardımıyla ise ısı enerjisine dönüşür.

Potansiyel Enerji


Cisimlerin hareket halinde olmadıkları durumlarda sahip oldukları enerjiye potansiyel enerji denir. Bir cismi yerden daha yüksek bir noktaya kaldırdığımızda yer çekimine karşı bir iş yapar. Yapılan bu iş cisimde enerji olarak depolanır ve cismin iş yapabilecek duruma gelmesine neden olur. Potansiyel enerjinin simgesi Ep ve birimi jouledir.
Yeryüzünden h yüksekliğine olan m kütlesine sahip olan bir cismin potansiyel enerjisini hesaplamak için;
Ep= m*g*h
Ad:  3.jpg
Gösterim: 3501
Boyut:  14.0 KB
Yukarıdaki şekilde bir arabanın farklı yüksekliklerde sahip olduğu potansiyel enerjiyi hesaplayalım:

İlk olarak aracın 2 metre yüksekliğindeki potansiyel enerjisini bulacak olursak
Ep1=m.g.h
Ep1=1100.9,8.2
Ep1=21560 jouledir.

4 metre yükseklikte arabanın potansiyel enerjisi ise
Ep2=m.g.h
Ep2=1100.9,8.4
Ep2=43120 jouledir.

Yapılan işlemde de görüldüğü gibi cisim ne kadar yüksekte yer alırsa potansiyel enerji de o kadar artmaktadır.

Aşağıdaki şekilde olduğu gibi iki farklı kütleye sahip cisimlerin yükseklikleri farklı olmasına rağmen sahip oldukları potansiyel enerjilerin eşit olduğunu hesaplayarak görebilirsiniz.
Ad:  4.jpg
Gösterim: 3474
Boyut:  9.3 KB

Kinetik Enerji


Hareketli cisimler iş yapabilme yeteneğine sahiptirler yani bu cisimlerin enerjileri vardır. Bu hareketinden dolayı cisimlerin sahip oldukları enerjiye kinetik enerji denir. Akan su, hareket halindeki araba, fırlatılan bir taş, yüksekte uçmakta olan bir kuşun kinetik enerjileri vardır. Duran cisimlerin potansiyel enerjileri, cisimler hareket haline geçtiklerinde bu enerji kinetik enerjiye dönüşür. Örneğin duran bir araba potansiyel enerjiye sahiptir. Araç harekete geçtiğinde potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür. Araç hızlandıkça kinetik enerji artacaktır. Kinetik enerjinin simgesi Ek ve birimi jouledir.

Farklı kütlelere sahip olan cisimlerin kinetik enerjileri de farklıdır. Aynı yol üzerinde hareket eden bir kamyon ile bir otomobilin kinetik enerjileri farklıdır. Bu nedenle bu iki aracın çarpışmasında kinetik enerjisi daha az olan otomobilin hasar oranı kamyona göre daha fazladır. Aynı şekilde daha hızlı hareket eden arabaların çarpışmasında da hasar daha fazla olmaktadır.

Bir V hızı ile hareket eden m kütleli bir cismin kinetik enerjisi;
Ek=1/2m*V2
olacaktır. m ve V2 her zaman pozitif nicelikler olduğundan kinetik enerji de pozitiftir.
Ad:  5.jpg
Gösterim: 3462
Boyut:  5.2 KB
Yukarıdaki arabanın kinetik enerjisini hesaplayacak olursak:
Ek=1/2m.V2
Ek=1/2.1100.802
Ek=3520000 joule.

Su akış halinde iken kinetik enerjiye sahiptir. Suyun bu enerjisinden farklı enerjiler elde edilerek yararlanılır. Hidro elektrik santrallerinde suyun türbinleri döndürmesi sağlanarak suyun bu enerjisi ilk olarak hareket enerjisine dönüşür daha sonra ise elektrik enerjisi elde edilir.

Enerjinin Korunumu


Yerden belirli bir yükseklikte bulunan bir cisim serbest bırakıldığında yere doğru düşecektir. Bu cisim düşerken hızlanır ve potansiyel enerjisi azalmaya kinetik enerjisi artmaya başlar. Yani cismin potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür.
Ad:  6.jpg
Gösterim: 3481
Boyut:  6.1 KB
Yerden yukarı doğru fırlatılan bir cisim ilk atıldığında daha hızlı hareket edecek, yukarı çıktıkça hızı azalacaktır. Burada da ilk başta kinetik enerji fazla olmasına rağmen bu enerji potansiyel enerjiye dönüşür. Bu cismin hızı bir noktada durur ve bu esnada potansiyel enerjisi maksimum noktaya ulaşır. Cisim yerçekiminin etkisi ile tekrar yeryüzüne doğru hareket eder ve potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür.
Ad:  7.jpg
Gösterim: 3475
Boyut:  6.6 KB
Bir eğik düzlemde hareket eden bir arabanın potansiyel ve kinetik enerjilerini şu şekilde gösterebiliriz:
Ad:  8.jpg
Gösterim: 3502
Boyut:  17.8 KB
Cisim hareket ettiğinde enerjiler birbirine dönüşebilmektedir. Bu enerji dönüşümler esnasında toplam enerji miktarı sabit kalmaktadır. Bu ilkeye enerjinin korunumu ilkesi denilmektedir.
Ad:  9.JPG
Gösterim: 3498
Boyut:  34.9 KB Ad:  10.JPG
Gösterim: 3495
Boyut:  34.2 KB
Cisim hareket ederken ortamdaki sürtünme önemsiz ise ısı şeklinde enerji kaybı olmaz. Fakat kinetik enerji artarken potansiyel enerji azalır, potansiyel enerji artarken kinetik enerji artar. Bu iki enerjinin toplamı ise sürtünmesiz ortamda hiçbir zaman değişmez.
Ad:  11.jpg
Gösterim: 3445
Boyut:  7.8 KB
Yukarıdaki şekilde bir ipin ucuna asılı olan bir cisim salınıma bırakılmıştır. A noktasından harekete başladığı düşünüldüğünde cisim bu noktada potansiyel enerjisinin maksimum olduğu durumdadır. B noktasına gediğinde ise potansiyel enerji minimum, kinetik enerji maksimum düzeydedir. Tekrar C noktasına geldiğinde ise potansiyel enerji maksimum düzeye çıkmıştır. Bu hareketler esnasında toplam enerji sabit kalmaktadır.
Ad:  12.jpg
Gösterim: 3434
Boyut:  7.2 KB

GÜÇ


Birim zamanda harcanan enerjiye veya üretilen enerjiye güç denir. Yani iş yapabilme hızının bir ölçüsüdür. Bu enerji üretilirken veya tüketilirken bir zaman geçer. Fabrikada çalışan bir işçinin yaptığı iş, zaman geçtikçe artar ve harcadığı enerjide artar. Fakat birim zamanda yaptığı iş aynıdır. Benzer şekilde bir elektrikli ısıtıcının harcadığı enerji birim zamanda aynıdır ama zaman geçtikçe harcadığı toplam enerjisi geçen zamanla artmaktadır.

Güç P ile gösterilir ve birimi Watt'dır. Birim zamanda (t) cismin harcadığı enerji W ise, güç;
Ad:  13.JPG
Gösterim: 3553
Boyut:  61.7 KB
SI sisteminde iş= joule, zaman ise saniye ile ifade edilir. Güç birimi ise joule/saniye olacaktır. Bunun da SI sistemindeki karşılığı Watt'dır. Watt biriminin kullanılmasının nedeni ise buhar makinesini icat eden İskoçyalı bilim adamı James Watt'dan dolayıdır.

Watt küçük bir güç birimi olduğunda bunun yerine 1000 katını ifade eden kilowatt (kw) kullanılmaktadır. Taşıtlarda ise watt yerine beygir gücü ifadesi kullanılır.
1 BG=736 watt'dır.

BAKINIZ
Enerji (Erke) Nedir? Enerji Birimleri ve Enerji Türler
Güç Nedir?

Son düzenleyen Safi; 14 Ağustos 2016 19:47
RuYa
30 Haziran 2007 17:24   |   Mesaj #2   |   
RuYa - avatarı
Ziyaretçi

Güç


Birim zamanda harcanan enerji ya da yapılan iş (simgesi P).

Sponsorlu Bağlantılar
Güç watt cinsinden ölçülür. Pratikte (daha çok mekanik alanda) yaygın olarak kullanılan bir güç birimi de beygirgücüdür. Mühendislikte mutlak enerjilerden çok, bir makinenin verebileceği güç önem taşır. Güçlü bir makine, çok miktarda enerjiyi kısa sürede veren ya da aktaran bir makinedir. Mekanik güç, kendisini doğuran kuvvetle hızın çarpımına eşittir.

Elektriksel güç genellikle W harfiyle gösterilir. Doğru akımlı bir devrede güç, akım şiddetiyle ( I ) potansiyel farkının ( V ) çarpımına eşittir (amper x volt=watt). Alternatif akımlı bir devrede ise güç, akım ve voltajın etkin değerleriyle aralarındaki faz farkının kosinüs değerinin çarpımıdır. Kosinüs ya da güç faktörü pratik hesaplarda dikkate alınmaz. Örneğin 220 voltluk bir şebekede 10 amperlik akım çeken elektrikli bir ısıtıcının gücü 2.200 watt olarak alınır.

Mekanik ve elektriksel gücün yanı sıra, optikte de mercek ve aynalar için güç terimi kullanılır. Odak uzaklığının metre cinsinden alınıp 1 sayısına bölümü, merceğin gücünü verir. Aynalar için de yansıttıkları akının gelen akıya oranı olarak ifade edilen yansıtma gücünden söz edilir.

MsXLabs.org & Morpa Genel Kültür Ansiklopedisi

Son düzenleyen Safi; 14 Ağustos 2016 19:48
Misafir
30 Kasım 2009 12:42   |   Mesaj #3   |   
Misafir - avatarı
Ziyaretçi
Birim zamanda yapılan iş miktarı Enerji, iş yapabilme kabiliyeti, kapasitesi; güç ise, belli bir işi yapmanın hızıdır. Birimi Erg/s veya Newton.metre/saniye=Joule/s (J/s)dir. Yaygın olan güç birimleri ise, Watt W ve Beygir Gücü (Buhar Beygiri, BG, BB, PS, CV)dür. Güç ile ilgili bağıntılar:
Ad:  1.JPG
Gösterim: 3397
Boyut:  16.2 KB

Elektrikte güç, akım ve gerilim (voltaj) çarpımından ibarettir. Bir doğru akım devresinden geçen akım amper, gerilim de volt cinsinden ölçüldüğünde, bunların çarpımıyla elde edilen güç, watt olarak elde edilir. 1000 watta eşit olan kilowatt ise daha sık kullanılan bir birimdir. Bir doğru akım devresinde güç P şu biçimde bulunabilir:
Ad:  2.JPG
Gösterim: 3391
Boyut:  10.8 KB
Alternatif akım devrelerinde güç hesabı ise farklıdır. Akım ve gerilim değerleri her an değişeceğinden, güç değeri de değişecektir. Bu yüzden alternatif akım devrelerinde “ortalama güç”ten bahsedilir. Bir alternatif akım devresinde akımın etkin değeri (Ie), potansiyel farkının etkin değeri Ve, akım ile gerilim arasındaki faz farkı φ ise güç:
Ad:  3.JPG
Gösterim: 3396
Boyut:  9.5 KB
şeklinde ifade edilir. Burada φ voltaj ile akım arasindaki faz açısıdır.
Evlerde kullandığımız elektrik sayaçları şehir şebekesinden çektiğimiz güçle orantılı olarak dönen bir disk esâsına göre çalışır. Böylece sonuç kilowatt-saat (kWh) olarak numaratörde görünür. Enerji değerleri; kilovolt-amper-saat (KVAh) olarak da verilebilir. Bu kWh’e eşit değildir.
Son düzenleyen Safi; 14 Ağustos 2016 20:44
MUAMMER CAN
12 Mayıs 2015 21:55   |   Mesaj #4   |   
MUAMMER CAN - avatarı
Ziyaretçi

Enerji


Bir cismin veya bir sistemin iş yapabilme kapasitesine enerji denir. Enerjinin birden fazla türü vardır. Enerji bir türden başka bir türe dönüşebilir. Kinetik enerji, potansiyel enerji, elektrik enerjisi enerji türlerine örnektir.

Potansiyel Enerji: Ep
Yerden h kadar yüksekte bulunan bir cismin yere göre potansiyel enerjisi Ep = m.g.h kadardır. Bu formülde m kütle, g yerçekimi ivmesi h ise yüksekliktir. Bu formülde m.g aynı zamanda ağırlık demektir. Yani ağırlığı yükseklikle çarptığınızda potansiyel enerjiyi elde edersiniz. Ağırlık newton, yükseklik metre ise potansiyel enerji joule cinsinden değer alır.

Kinetik Enerji: Ek
Hareket eden cisimlerin sahip olduğu enerji türüne denir. Ek = m.V2/2 bağıntısıyla bulunur. Formülde hız kareli olduğu için hız arttıkça kinetik enerji parabolik bir şekilde artar. Duran bir cismin kinetik enerjisi yoktur.

Cisim sürtünmeli yüzeyde veya sürtünmeli hava ortamında x kadar yol alırsa, enerjisi Fs.x kadar azalır. Burada Fs sürtünme kuvveti, x ise alınan yoldur.
Bir yay x kadar uzatılır ya da x kadar sıkıştırılırsa yayda bir potansiyel enerji birikir. Kuvvetin cisim üzerinde harcadığı enerji yayda depo edilmiş olur. Bu enerji Eyay = k.x2/2 formülüyle bulunur. Burada k yay sabiti, x sıkıştırma veya uzatılma miktarıdır. Yine kuvvet newton, sıkıştırma miktarı metre cinsinden alınırsa enerji joule cinsinden olur.

Belirli bir yükseklikte duran bir cismin potansiyel enerjisi vardır fakat kinetik enerjisi yoktur. Cismi yukarıdan aşağıya doğru bırakırsak aşağı inene kadar potansiyel enerjisi sürekli düşer ve yere çarptığı anda potansiyel enerjisi sıfır olur. Aynı süre içerisinde yere düşerken hızlanan bir hareket yapar. Bu nedenle kinetik enerjisi oluşmaya başlar. Cisim durgunken sıfır olan kinetik enerji yere çarpma anına kadar sürekli artar ve çarpma anında maksimuma erişir.

Elektronvolt (eV)
Elektron, foton, proton gibi küçük parçacıkların enerjisi bu birimle ifade edilir. Bir elementer yüke sahip bir parçacığın 1 voltluk potansiyel farkında kazandığı ya da kaybettiği enerji miktarıdır. 1 eV = 1,6.10-19 dur.

İş : W
Bir F kuvveti bir cisme x yolu boyunca etkimiş ise, yaptığı iş W = F.x olur. Kuvvet Newton, yol da metre cinsinden alınırsa işin birimi joule dür. Kuvvetin yaptığı iş cisme potansiyel ya da kinetik enerji olarak geçer.

Cismin ağırlığı veya cisme etki eden yerçekimi kuvveti düşey aşağı doğrudur. Bir cisim yukarı doğru hareket ettirilirse, yerçekimi kuvvetine karşı iş yapılmış olur. Yerçekimi kuvvetine karşı yapılan iş cismin kazandığı potansiyel enerjiye eşit olur. Yani W = ΔEp olur. Etki eden kuvvet cismi yatayda hareket ettiriyorsa W = ΔEk olur. Çünkü cisim hız kazanmış olur ve hız kazanmış cisimlerin kinetik enerjisi vardır. Eğer cisme uygulanan kuvvet cisme hem hız hem de yükseklik katıyorsa o zaman yapılan işin bir kısmı potansiyel enerjiye, bir kısmı da kinetik enerjiye dönüşmüş demektir.

İş
Kuvvet doğrusu ile yol ekseni arasında kalan alan yapılan işi veya kinetik enerji dönüşümünü verir. Kuvvetin büyüklüğü sabit veya değişken olabilir. Kuvvetin yönü de pozitif veya negatif olabilir. Pozitif yöndeki kuvvet enerjiyi arttırır. Negatif yönde uygulanan kuvvet ise enerjiyi azaltır.

Güç : P
Birim zamanda yapılan işe ya da harcanan enerjiye güç denir. Yani işi veya enerjiyi zamana bölerseniz gücü elde edersiniz. İşin birimi joule, zamanın birimi saniye ise gücün birimi watt olur. 20 joule işi 5 saniyede yapan bir insanın gücü 20/5=4 watttır.

Verim
Bir makinenin veya bir sistemin verimi üretilen enerjinin tüketilen enerjiye oranıdır. Bir lamba 100 joule elektrik enerjisi harcayıp 50 joule ışık enerjisi üretiyorsa bu lamba % 50 verimle çalışıyordur manasına gelir.
Son düzenleyen Safi; 14 Ağustos 2016 20:45
15 Ağustos 2016 00:52   |   Mesaj #5   |   
Safi - avatarı
SMD MiSiM

Güç


İş yapma hızına güç denir. Bir cisme bir dış kuvvet uygulanırsa bu kuvvetin At süresinde yaptığı iş AW ise bu sürede harcanan ortalama güç (Port):
Ad:  1.JPG
Gösterim: 3385
Boyut:  9.1 KB
Sponsorlu Bağlantılar
olarak tanımlanır.
Ad:  2.JPG
Gösterim: 3440
Boyut:  27.6 KB
SI birim sisteminde güç birimi Joule/saniye (J/s)’dir. Bu birim aynı zamanda Watt (W) olarak da adlandırılır.
Ad:  3.JPG
Gösterim: 3372
Boyut:  11.7 KB
İngilizler güç birimi olarak Beygir Gücü kullanır (BG)
1 BG=746 W’a eşdeğerdir.
Örnek
Ad:  4.JPG
Gösterim: 3404
Boyut:  51.7 KB

Daha fazla sonuç:
güç formülü

Hızlı Cevap
Mesaj:



Bu sayfalarımıza baktınız mı
paneli aç