İş Bilimleri,Güç Bilimleri,Enerji Bilimleri Nedir? İş Bilimleri,Güç Bilimleri,Enerji

İş Bilimleri,Güç Bilimleri,Enerji Bilimleri Nedir? İş Bilimleri,Güç Bilimleri,Enerji Bilimleri Hakkında Bilgi
İş Bilimleri,Güç Bilimleri,Enerji Bilimleri Nedir? İş Bilimleri,Güç Bilimleri,Enerji Konu:İş, Güç, Enerji

İŞ,GÜÇ,ENERJİ

GİRİŞ

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 (BB)=736 watt

ENERJİ

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

Ek=1/2mv2

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

2Potansitel 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 BB 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=(G20) : 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 981

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 981, 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=1/2mv2
Ek=1/220102=1000joule
Cevap : D

6)5 m yükseklikte bulunan 50 kg kütleli bir taşın yere göre potansiyel enerjisi kaç joule’ dür?(g=10m/s2)

A)250 B)1250 C)2500 D)5000

Çözüm : Ep =m g h
Ep=10505=2500joule
Cevap : C

durum, bu arada sürtünmenin olduğunu gösterir Cevap : B