İş Güç Enerji

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

güzel paylaşım