Enerjinin ne olduğuna dair bir tanım yok ama varlığının işi mümkün kıldığını biliyoruz. Örneğin yiyeceklerde depolanan enerji, bir kişinin vücut organlarının düzgün çalışmasını sağlar. Yakıtlar motorlu taşıtları hareket ettirir. Aynı şekilde pilin ürettiği elektrik enerjisi, enerji ileten tellerdeki elektronların hareket etmesine neden olur.
Enerjiden bahsederken Enerji Tasarrufu İlkesini vurgulamak son derece önemlidir. Lavoisier'e göre bu ilke şöyle der: "Doğada hiçbir şey kaybolmaz, hiçbir şey yaratılmaz, her şey dönüştürülür".
Genel olarak enerji dönüşümlerini örneklemek için, gevşek bir yayı (şekil 1), yani gerilmemiş bir yayı ele alalım. Bak:
Yayı sıkıştırmak için enerji gereklidir. Böylece uçlarından birine bir kuvvet uygulanır, böylece büzülür. Yaya kuvvet uygulayarak iş yapıldığını söylüyoruz. Bu iş, kişiden yaya aktarılan enerjiye karşılık gelir. Şekil 2, önceden sıkıştırılmış ve araba üzerinde serbest kalmasını önleyen bir kilit bulunan yayı göstermektedir.
Sıkıştırılmış yay enerji depolar. Ancak bu enerji ancak kilidin arabadan çıkarılmasıyla ortaya çıkabilir. Yayda depolanan enerjiye Elastik Potansiyel Enerji denir. Potansiyel, kendini gösterebildiği için ve deforme olmuş elastik bir gövdede olduğu için elastiktir.
Şimdi, Şekil 3'e baktığımızda, arabanın kendisini serbest bıraktığını fark ediyoruz. Kilit kaldırıldığında, yayda depolanan potansiyel enerji kendini göstererek arabanın hareket etmesine neden oldu. Yine işimizi bitirdik. Şimdi bu iş, yaydan arabaya aktarılan enerjiye karşılık gelir. Arabanın kazandığı enerjiye Kinetik Enerji denir.
Kinetik enerji: cisimlerin hareketiyle ilgili olan enerjidir.
Potansiyel Enerji (yerçekimi, elastik, elektrik vb.): bir cismin işgal ettiği belirli pozisyona göre sahip olduğu enerjidir.
Sürtünme olmadığında, bir sistemin toplam mekanik enerjisi, yalnızca potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüştürülmesiyle korunur ve bunun tersi de geçerlidir. Bak:
VEmec= VEç + VEP
İş ve enerji biçimlerinin skaler nicelikler olduğunu açıkça belirtmek çok önemlidir.
bir kuvvetin işi
İş, bir yer değiştirme boyunca bir kuvvetin uygulanması nedeniyle bir cisme aktarılan enerjinin ölçüsüdür. Fizikte, iş genellikle W (İngiliz çalışmasından gelir) veya daha yaygın olarak Yunanca tau harfi ile temsil edilir.
.Bir kuvvetin işini hesaplamak için, bunun olabileceğini vurgulamak önemlidir:
Yer değiştirmeye paralel sabit bir kuvvetin işi: yer değiştirme ile aynı yönde uygulanan kuvvete sahip olduğunuzda hesaplanır. Aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
Kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açı sıfır olduğundan, bu açının kosinüsünü 1'e eşitleyerek ifadeyi şuna eşit hale getirir:
D, vücudun maruz kaldığı yer değiştirmedir.
Yer değiştirmeye paralel olmayan sabit bir kuvvetin işi:
Yukarıdaki şemada olduğu gibi paralel değil de sabit kuvvet uygulamasına sahip olduğumuzda, işi aşağıdaki gibi hesaplarız:
Nerede? kuvvet ile cismin maruz kaldığı yer değiştirme arasında oluşan açıdır.
SI'de (Uluslararası Birimler Sistemi) iş, harfle temsil edilen joule cinsinden verilir (J) ve kuvvet Newton cinsinden verilir (N). Bu birim, İngiliz fizikçi James Prescott Joule'nin adını almıştır. CGS sisteminde işin birimi erg = dyne x santimetredir.
Marco Aurélio da Silva'nın fotoğrafı.
Brezilya Okul Takımı
