İş ve Enerji

İŞ VE ENERJİ
İş kelimesini günlük yaşantımızda çoğu kez kullanıyoruz.Peki iş ne anlama gelir?Sadece bedenimizi kullanarak mı iş yaparız?Kitap okuyarak da iş yapmış olurmuyuz? Yürüyüş yapmamız iş yapmamız anlamına mı gelir ya da oyun oynamak?

Peki cisimler ne durumda iş yapmış olurlar?

İŞ NEDİR?
Bir kuvvetin etkisiyle cisim kuvvetle aynı yönde hareket ederse iş yapmış olur.Bisiklet sürmek ,eşyalara kuvvet uygulayarak yönlerinin değiştirilmesi,ağaçlardan meyve toplanması birer iştir.
Cisme bir kuvvet uyguluyoruz ancak konumunu değiştiremiyorsak iş yapmış sayılmayız.İş yapmak için uygulanan kuvvet sonucunda cismin yerinin değişmesi gerekir.

Bir kuvvetin iş yapabilmesi için:
1.Cisme uygulanması gerekir.
2.Cisme yol aldırması gerekir.
3.Cisme aldırdığı yolun kendi doğrultusuyla aynı olması gerekir.
Uygulanan kuvvetle cisim farklı yönlerde hareket ediyorlarsa cisimler iş yapmış sayılmazlar.

Kuvvet biriminin newton, yer değştirme biriminin de metre olduğunu ve newtonun
kısaca “N”, metrenin de “m” ile gösterildiğini biliyoruz. işin birimi ise kuvvet ve yer değiştirme birimlerine bağlı olarak N.m’dir. N.m’ye özel olarak joule (jul) denir. 1 N’luk bir kuvvet, bir cismi, 1 m’lik bir yolda ve kuvvet yönünde hareket ettirirse 1 J’lük iş yapmış olur.

Hangi durumlarda iş yapılır?
Örnekler:

- Merdivenlerden tuğla taşıyan işçi
- Halteri kaldıran halterci
- Çekilen kapının açılması
- Bisiklet sürülmesi
- Karda kızağın çekilmesi
- Çantasını yerden kaldıran öğrenci

Hangi durumlarda iş yapılmaz?
Örnekler:
- Ayakta duran kişi
- Duvarı iten kişi
- Problem çözen öğrenci
- İten kapının açılması
- Halteri tutan halterci
- Kitap okuyan kişi

ENERJİ NEDİR?Enerji, evrenin sahip olduğu en büyük zenginliktir. Bir iş yapabilmek için enerjiye ihtiyaç duyarız. Şehirlerimiz enerji sayesinde aydınlanır, trenler, arabalar, uçaklar ve roketler enerji sayesinde hareket eder. Evlerimizi ısıtmak, yemek pişirmek, radyoda müzik dinlemek, televizyonda görüntü oluşturmak için de enerji gereklidir. Bunların yanı sıra tarlaları süren traktörler ve fabrikalardaki makineler de enerji sayesinde iş görür.

Kinetik Enerji
Hareket eden varlıklar kinetik enerjiye sahiptir. Örneğin, hareket hâlinde olan bir kamyon, koşan bir köpek, hareketli dönme dolap, bir nehir ve rüzgâr kinetik enerjiye sahiptir.
Bir varlığın hızı arttıkça kinetik enerjisi de artar.

Aynı süratle hareket eden varlıklardan kütlesi büyük olanın kinetik enerjisi, kütlesi küçük olandan fazladır.Resimde görülen ve aynı süratle hareket eden kamyonun kütlesi motorbisikletden daha büyüktür. Öyleyse bu kamyonun kinetik enerjisi de aynı süratle hareket eden motorbisiklete göre daha fazladır.

POTANSİYEL ENERJİ
Cisimlerin, konumlarından dolayı sahip olduklar› bir çeşit enerji vardır. Bu enerjiye potansiyel enerji adı verilir.
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

Arabanın yerden 2 cm yüksekte olduğunda ki potansiyel enerjisi yerden 4 cm yukarıda olduğu potansiyel enerjisinden daha küçüktür.

Bir eğik düzlemde hareket eden bir arabanın potansiyel ve kinetik enerjilerini şu şekilde gösterebiliriz.

Ep:potansiyel enerji
Ek:Kinetik enerji
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.
Bazı kurmalı oyuncakların içinde bir yay bulunur. Bu yay kurularak oyuncağın hareket etme yeteneği kazanması sağlanır. Yani yayda potansiyel enerji depolanır. Yay boşalırken oyuncak hareket eder. Böylece yaydaki potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşmüş olur. Esnek cisimlerin Sıkışma ve gerilmesi sonucunda sahip oldukları enerjiye esneklik potansiyel enerji denir.