7.Sınıf Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi Konu Anlatımı

Duran bir cismi hareket ettiren, hareket halindeki bir cismin süratini arttırabilen, yavaşlatabilen ya da durdurabilen, cismin şeklini ve hareket yönünü değiştirebilen etkiye kuvvet denir.

Günlük yaşantımızda yaptığımız birçok aktiviteyi iş olarak tanımlarız. Fakat bu işlerin bazıları fiziksel anlamda iş sayılırken, bazıları sayılmaz.

Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için bir cisme kuvvet uygulanmalı ve cisim kuvvet ile aynı doğrultuda yol almalıdır. Örneğin; kitap okurken, sırtımızda çanta taşırken ya da soru çözerken fiziksel anlamda iş yapmış olmayız. Ancak sırayı ileri doğru sürüklerken, dağa tırmanırken ya da pazar arabasını çekerken fiziksel anlamda iş yapmış oluruz.

Fiziksel anlamda yapılan bir işin değeri, uygulanan kuvvetin şiddetine ve cismin aldığı yolun büyüklüğüne bağlıdır.

Uluslararası birim sistemine (SI) göre, işin birimi Joule’dür. Joule, kısaca ‘J’ harfi ile gösterilir.

Bir işin yapılabilmesi için enerjiye ihtiyaç vardır. Dolayısıyla iş yapabilme yeteneğine enerji denir. Enerjinin birimi de tıpkı işte olduğu gibi Joule(J)’dür.

1. Kinetik Enerji

Hareket enerjisi olarak da bilinen kinetik enerji, cisimlerin süratlerinden dolayı sahip oldukları enerji türüdür.

Koşan bir insanın, hareket eden bir vapurun, süratli bir otomobilin, uçan bir kuşun ya da dalından düşmekte olan bir elmanın kinetik enerjisi vardır.

Bir cismin sahip olduğu kinetik enerji, o cismin kütlesine ve süratine bağlıdır.

2. Potansiyel Enerji

Bazı cisimlerin konumlarından ya da esnekliklerinden dolayı sahip oldukları enerjiye potansiyel enerji denir.

Potansiyel enerji, çekim potansiyel enerjisi ve esneklik potansiyel enerjisi olmak üzere iki grupta incelenir. Belirli bir yükseklikte olan cisimlerin çekim potansiyel enerjileri varken, esnek maddelerin esnekliklerinden dolayı sahip oldukları esneklik potansiyel enerjileri vardır.

Bir cismi belirli bir yüksekliğe çıkardığımızda, yer çekimi kuvvetine karşı iş yapmış oluruz. Bu durumda cisim, çekim potansiyel enerjisi kazanmış olur. Çekim potansiyel enerjisi, cismin ağırlığına ve bulunduğu yüksekliğe bağlıdır.

Ağırlıkları aynı fakat yükseklikleri farklı iki futbol topunun kum zeminde oluşturacakları çukur incelendiğinde, diğerine göre daha yüksekten bırakılan topun daha derin çukur açtığı görülmektedir.

Esnek cisimlerin de bir potansiyel enerjisi vardır. Esnek cisimlerin gerilmesi ya da sıkıştırılması sonucu sahip olduğu enerjiye esneklik potansiyel enerjisi denir.

Bir yayı sıkıştırdığımızda elimize bir kuvvet uyguladığını hissederiz. Aynı şekilde yayı serbest bıraktığımızda da elimizi iten bir kuvvet hissederiz. Bu durum, sıkıştırılmış bir yayın esneklik potansiyel enerjisine sahip olduğunu gösterir.

Bir yayı daha çok sıkıştırdığımızda yayın sahip olduğu esneklik potansiyel enerjisi artar. Bunun yanında yayın cinsi, kalınlığı, boyu ve gerilme miktarı esneklik çekim potansiyel enerjisini etkiler.