Enerji Dönüşümleri ve Sürtünme Kuvveti

Enerji Dönüşümleri

Evrende bulunan enerji sabittir değişmez, sürekli olarak kendi içerisinde başka enerji türlerine dönüşür. Buna enerjinin korunumu denir. Bu sebeple enerji yoktan var edilemez; var olan enerjide yok edilemez. Enerji sürekli olarak kendi içerisinde başka enerji türlerine dönüşür.

Bir cismin sahip olduğu kinetik ve potansiyel enerjinin toplamına mekanik enerji denir.

Mekanik Enerji Formülü - Webders.net

Mekanik enerji sürtünmesiz ortamlarda sabittir; değişmez. Cismin hareketi sırasında potansiyel ve kinetik enerji değişir, ancak sürtünme olmadığı için bu iki enerjinin toplamı olan mekanik enerji değişmez.

Enerji Dönüşümleri Nasıl Olur? Enerjini Korunumunun Sağlanması – Nkfu

Yukarıdaki topun yapmış olduğu harekette ortam sürtünmesiz olarak kabul edilirse topun hareketi esnasında mekanik enerji değişmez. Topun hareketini daha ayrıntılı olarak incelemek gerekirse;

  • Top 1’den 2’ye giderken yerden yüksekliği azaldığı için potansiyel enerji azalırken, hızı arttığı için kinetik enerjisi artar
  • Top 2’den 3’e giderken yerden yüksekliği arttığı için potansiyel enerjisi artarken, hızı azaldığı için kinetik enerjisi azalır.
  • Kinetik enerjinin en fazla, potansiyel enerjinin en az olduğu yer hızın en fazla olduğu 2 noktasıdır.
  • Potansiyel enerjinin en fazla, kinetik enerjinin en az olduğu noktalar ise 1 ve 3 noktalarıdır.

Eğer ortam sürtünmeli ise mekanik enerji azalır, çünkü hareket esnasında sürtünmeden dolayı kinetik enerjinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür.

7.Sınıf Enerji Dönüşümleri Konu Anlatımı - fenbilim.net

Yukarıdaki görselde cisim sahip olduğu çekim potansiyel enerjisi ile hareket eder, potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür. Ortam sürtünmeli olduğunda cismin hareketi sırasında kinetik enerjinin bir kısmı ısı enerjisi olarak açığa çıkar bu sebeple mekanik enerji azalır. Örneğin cismin harekete başlamadan önce 100 joule’lük bir mekanik enerjisi varsa ve alttaki konuma geldiğinde mekanik enerjisi 90 joule oluyorsa bu bize hareket esnasında 10 joule’lük enerjini ısı enerjisine dönüştüğünü gösterir.

Enerji Dönüşümü Nedir? - kimyadersi.org

Bir cisim yerden belirli bir yüksekliğe çıkarıldığında fiziksel olarak iş yapılır. Yapılan iş kadar cisme çekim potansiyel enerjisi kazandırılmış olunur. Cisim serbest bırakıldığında yer çekimi kuvvetinin etkisiyle harekete geçer ve potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür. Sol taraftaki görselde ip kesildiğinde ortamda hava yoksa cismin hareketi boyunca mekanik enerji sabit kalır; ortam sürtünmeli ise enerjinin bir kısmı ısı olarak kaybedilir ve mekanik enerji kaybedilen ısı oranında azalır.

Sağ taraftaki görselde ise yukarıya fırlatılan topun kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüşür, top en üst noktaya geldiğinde top bir anlığına durur potansiyel enerji maksimum kinetik enerji minumum değerdedir. Daha sonra aşağıya doğru hareket eder ve potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür ve cisim yere düşer. Ortam sürtünmesiz ise mekanik enerji sabit, sürtünmeli ise değeri azalmaktadır.

Sürtünme Kuvveti

 Cisimlerin hareketi esnasında sürekli olarak cisme etki eden ve hareketi zorlaştırıcı kuvvete sürtünme kuvveti denir. 

SÜRTÜNME KUVVETİ (5.SINIF)

Sürtünme kuvveti;

  • Hareketin yönüne zıttır ve cismin hareketini zorlaştırır.
  • Sürtünme kuvveti cismin hareketi esnasında kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşmesine sebep olur.
  • Sürtünme kuvveti cisimlere durgun haldeyken de etki eder. Buna statik(durgun) sürtünme kuvveti denir. Bu sayede cisimler sabit olark durur. Cisimleri harekete geçirebilmek için en az durgun sürtünme kuvveti kadar kuvvet uygulamak gerekir.
  • Hareket halindeki cisimlere etki eden sürtünme kuvveti ortamın sürtünme katsayısına ve cismin ağırlığına(zeminin uyguladığı tepki kuvvetine) bağlıdır.

Sürtünme katsayısı nasıl bulunur ? - Eodev.com

  • Birbirine sürtünen yüzeylerin pürüzlülüğü ne kadar fazla ise sürtünme kuvveti de aynı oranda fazladır. Ayrıca cismin ağırlığının artması sürtünme kuvvetinin de artması anlamına gelmektedir.
  • Cismin ağırlığı büyüklük olarak zeminin uyguladığı tepki kuvvetine eşittir. Ancak bu iki kuvvetin yönleri her zaman birbirine zıttır.
  • Sürtünme kuvveti cismin hareket esnasında zemine sürtünen yüzeyinin büyüklüğüne bağlı değildir.

Sürtünme Kuvveti | Bilgicik.Com

Şekildeki görselde aynı cisim farklı yüzeylerde aynı değerde kuvvet uygulanarak sürüklenmiş ve her iki durumda da cisme aynı büyüklükte sürtünme kuvveti etki etmiştir.

Hava Direnci(Havanın Sürtünme Kuvveti)

Hareket eden tüm cisimlere hava molekülleri tarafından etki eden sürtünme kuvvetine hava direnci denir. Tüm araçlar hareket ederken hava direncinde en az etkilenecek şekilde tasarlanır. Özellikle yüksek hızla hareket eden yarış arabası uçak gibi araçlarda hava direnci etkisi daha büyük olduğundan tasarımları da farklı olur. 

2021 F1 aracı konseptiyle ilgili merak ettiğiniz sorular cevaplandı

Şekildeki formula yarış arabası rüzgardan en az etkilenecek şekilde tasarlanmıştır.

Son dakika: İç hat uçak biletlerinde tavan fiyat ne kadar oldu? - Son  Haberler - Milliyet

Uçakların ön kısımlarının sivri olarak tasarlanması hava direncinden en az oranda etkilenmeleri içindir.

Emre Kaya'nın Jet Ski ve Paraşüt Keyfi - Magazin

Paraşütlerde ise yüzey alanı ne kadar geniş olursa o kadar fazla hava direnci etki eder. Bu sebeple paraşütler oldukça geniş yüzeylere sahiptir. Paraşütle atlandığında paraşütçünün güvenle sabit hızla yere inmesini sağlayan hava direncidir.

Bisiklet Çeşitleri

Bisikletçilerin kaskları hava direncinden en az etkilenecek şekilde tasarlanır. Aynı zamanda bisikletçiler yarış esnasında bisiklete doğru yatarak hava direncinden en az oranda etkilenmeye çalışır.

Su Direnci(Suyun Sürtünme Kuvveti)

Su içerisinde bulunan cisimlerin hareketleri esnasında etki eden sürtünme kuvvetine su direnci denir. Su direnci su içerisinde hareket eden tüm cisim ve canlıların hareketini zorlaştırır. Suyun yoğunluğu havaya göre çok daha büyük değerlerde olduğundan su direnci de hava direncine göre oldukça büyük değerlerdedir.

Sürtünme Kuvveti 5. sınıf |

Su içerisinde hareket eden tüm araçların uçları su direncinde az etkilenmesi için sivri yapılır.

SÜRTÜNME KUVVETİ (5.SINIF)

Balıkların şekilleri de su direncinden daha az etkilenecek şekildedir. Ayrıca üzerlerindeki kayganlık ta su direncini azaltmaya yöneliktir.

       Hazırlayan: Serkan BOLCA- Fen Bilimleri Öğretmeni

Bir cevap yazın