Mekanik Enerji Türleri Nelerdir?



Mekanik  Enerji Türleri Nelerdir?

Bir cismin ya da sistemin iş yapabilme yeteneğine enerji denir. İş yapabilen bir sistemde enerji vardır. Bir makine, bir insan, hareketli veya durgun bir cisim iş yapabilir. Bundan dolayı herbirinde enerji vardır diyebiliriz. Bir cisimdeki veya sistemdeki enerji miktarı onun yapabileceği iş miktarıdır. Enerji türleri denince ilk aklımıza gelen günlük hayatta en çok sözü geçen ısı enerjisi, ışık enerjisi, elektrik enerjisi gibi örneklerdir. Evlerimiz enerji sayesinde ısınır ve aydınlanır. Trenler, arabalar, uçaklar enerji sayesinde hareket eder. Müzik dinlemek, televizyon izlemek, yemek pişirebilmek hep bir enerji türünün tüketilmesiyle gerçekleşir. Enerji bir madde değil, cisimlerin veya sistemlerin özelliğidir. Örneğin, kömür bir madde iken yandığında açığa çıkan ısı enerjisidir.

MEKANİK ENERJİ TÜRLERİ

1) Kinetik Enerji

Hareketli cisimlerin süratlerinden dolayı sahip oldukları mekanik enerji türüne kinetik enerji denir. Enerjiyi iş yapabilme yeteneği olarak tanımlamıştık. O halde kinetik enerji miktarı cisimlerin kütlelerine ve süratlerine bağlıdır.

2) Potansiyel Enerji

Cisimlerin yer ve durumlarından dolayı sahip oldukları depo enerjisine potansiyel enerji denir. Gergin bir lastikte, barajlarda biriktirilmiş su kütlesinde, sıvı dolu bir kabın tabanına batırılmış bir mantar parçasında, kurulmuş bir mekanik saatte depo edilmiş enerji vardır. Sistemler veya cisimler iş yapmaya başladıklarında onlarda önceden depolanmış bir enerji olduğunu anlarız. Örneğin mekanik saatin içinde bulunan yay kurularak, yayda potansiyel enerji depolanması sağlanır. Yayda depolanan potansiyel enerji azalırken, kinetik enerjiye dönüşüp saatin akrep ve yelkovanının hareket etme yeteneği kazanmasını sağlar.

a) Çekim Potansiyel Enerjisi

Yerden belirli bir yükseklikten serbest bırakılan cisim ağırlığı etkisinde harekete geçer. Havanın etkisi önemsenmez ise, iş yapan net kuvvet ağırlığıdır.

Cisim yere çarpıncaya kadar ağırlığının etkisinde h kadar yolda W =G h kadar iş yapılır. O halde cisim yerden h yükseklikte iken yere göre sahip olduğu potansiyel enerji miktari yapılan iş miktarına eşittir. Potansiyel enerji cisimlerin ağırlıklarıyla doğru orantılıdır.



Deniz kenarındaki kumsalda elindeki demir bilye ile pinpon topunu yerden 1 metre yükseklikten serbest bırakıp kum yüzeyde oluşturdukları etkiyi inceleyen Ayhan ve Neşe bu iki cismin kum üzerinde yaptıkları etkilerin farklı olduğunu görüyorlar. Aynı demir bilyeyi yerden 1.5 metre yükseklikten bırakınca ise ilk durumdakinden farklı bir etki yaptığını farkediyorlar. Ayhan ve Neşe bu olayı daha sonra detaylı olarak düşündüklerinde cismin yerden yüksekteki çekim potansiyel enerjisinin cismin kütlesine ve yerden yüksekliğine bağlı olarak değişebileceğini tasarlıyorlar. Demir bilyenin kütlesi pinpon topundan büyük olduğundan aynı yükseklikte bulunan cisimlerden kütlesi büyük olanın potansiyel enerjisi daha büyük olur. Demir bilye 1,5 metre yükseklikten bırakıldığında daha büyük bir etki yaptığı için bir cismin yerden yüksekliği arttıkça çekim potansiyel enerjisi de artar.

b) Esneklik Potansiyel Enerjisi

Yay iş yapabilme yeteneğine sahip olduğuna göre sıkışmış olmasından dolayı üzerinde enerji depo edildiği söylenebilir. Yayların bu şekilde sıkışmış veya uzamış olmasından dolayı sahip oldukları enerjiye esneklik potansiyel enerjisi denir. Birimi joule’dür. Esneklik potansiyel enerjisi yayın esneklik özelliğine ve yayların uzama veya sıkışma miktarına bağlıdır. Gergin bir yayda ve kurulmuş bir saatte depolanan enerji esneklik potansiyel enerjisidir.

Enerji Dönüşümleri

Enerji türlerine ısı, ışık, elektrik enerjisi, kimyasal enerji, kinetik, potansiyel enerji gibi örnekler verilmiştir. Bu enerji türleri birinden diğerine dönüşüm gösterir. Örneğin yanmakta olan bir ampul elektrik enerjisini tüketerek ısı ve ışık enerjisine dönüşmesini sağlar.

Bir aracın aküsündeki kimyasal enerji harcanarak elektrik enerjisine dönüşür. Bu enerjide harcanarak aracın mekanik enerjisini değiştirir. Ancak aynı zamanda birden fazla enerji türüne dönüşümde gerçekleşir. Örneğin aküdeki kimyasal enerji harcanırken aynı zamanda motorun sıcaklığı değişir ısı enerjisine de dönüşüm olur. Su buharındaki ısı enerjisi bir buhar makinesinde pistonu iterek mekanik enerji oluşumunu sağlar. Tüm bu örnekler enerjinin dönüşüme uğradığını gösterir. Enerji türleri arasında dönüşüm vardır. Ancak kayıp yoktur.

Trombolinde zıplayan çocukların esnek yüzeye doğru gelirken potansiyel enerjileri azalır kinetik enerjileri artar. Yüzeye çarptıklarında yayları uzatarak kinetik enerjinin esneklik potansiyel enerjisine dönüşümünü sağlarlar. Yaylar serbest boylarına geri dönmek için çocuklara kuvvet uygulayıp yeniden kinetik enerji kazanmalarını sağlarlar. Ancak çocuklar bu yüzeyden uzaklaşırken kinetik enerjileri azalır, potansiyel enerjileri artar.



Bir yorum

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.