Yrd. Doç. Dr. Mustafa GÜNGÖRMÜŞ [email protected] Ders asistanı: Fatih Kaya İş ve Kinetik Enerji İş Cisme etki eden Harekette değişiklik yoksa Kuvvet Hareket düzleminde etki ederse F F d Veya kuvvet, hareket düzlemine dikse Veya hareket düzleminde bir bileşeni varsa F F Hareket yönünde sabit kuvvet varsa W=Fx Veya sabit kuvvetin hareket yönünde bir bileşeni varsa W=Fcosθx Hareket yönünde değişken bir kuvvet varsa W=∫Fx d d F İş yoktur Veya değişken kuvvetin hareket yönünde değişken bir bileşeni varsa W= ∫ Fcosθx İş ve Kinetik Enerji • İş; iki vektörel niceliğe (kuvvet – yer değiştirme) bağlı olmasına rağmen skalar bir değerdir, vektörel değildir. • Yani, işin yönü olmaz. (I) 3m 3m 5N (II) 5N W(I) = ? 3m W(II) = ? (III) 5N W(III) = ? İş ve Kinetik Enerji • İş; pozitif, sıfır veya negatif olabilir W = FcosΦ x s Cos(0 – 90o) = + Yapılan iş pozitif W = FcosΦ x s Cos(90-180o) = Yapılan iş negatif W = FcosΦ x s Cos(90o) = 0 Yapılan iş sıfır İş ve Kinetik Enerji • İşi yapan cisim, üzerinde iş yapılan cisim ve işi yapan kuvvet doğru belirlenmelidir. Kutunun forklifte uyguladığı kuvvet: Fk-f Forkliftin kutuya etki eden kuvvet: Ff-k Fk-f = -Ff-k Kutunun forklift üzerinde yaptığı iş: Wk-f = Fk-f x d d Hareket yönü aşağı, kuvvetin yönü aşağı Yapılan iş pozitif. Forkliftin kutu üzerinde yaptığı iş: Wf-k = Ff-k x d Hareket yönü aşağı, kuvvetin yönü yukarı Yapılan iş negatif. İş ve Kinetik Enerji • Kinetik enerji ve iş teoremi • • Bir kuvvet ve kuvvetin uygulandığı düzlemde bir hareket değişimi varsa, iş söz konusudur Dolayısı ile bir cismin konumu, sürati, ivmesi değiştiriyorsa o cisim üzerinde iş yapılıyordur Hareket halindeki bir cisme hareket yönünde uygulanan F kuvveti, cismin süratini v1 den v2 ye yükseltir. Kinetik enerji İş ve Kinetik Enerji • Kinetik enerji ve iş teoremi • Enerji: Fiziksel bir sistemin iş yapabilme kabiliyeti. • Kinetik enerji: Bir sistemin hareketinden dolayı sahip olduğu enerji. • m kütleli bir cismi v0 hızından v1 hızına hızlandırmak için W kadar iş yapmak gerekirse, • Bu ivmelenme (iş) cisme başka bir kuvvet etki edene kadar kinetik enerji olarak korunur. • Cismi v1 hızından v0 hızına yavaşlatmak için gereken iş W işinin negatifidir. • Yani m kütleli cisim hareketinden dolayı kendisini yavaşlatan cisme –W kadar iş yapabilme kabiliyetine sahip olmuştur. İş ve Kinetik Enerji • Kinetik enerji ve iş teoremi • Kinetik enerji sistem üzerinde yapılan toplam işe eşittir. (kg.m2/s2) • Kinetik enerji ve iş teoremi sadece sistemin ilk ve son halleri arasındaki farkı içerir. Zaman içermez. • Kinetik enerji negatif olamaz. İş ve Kinetik Enerji • Kinetik enerji ve iş teoremi Φ =36,9o wtraktör+kızak = 14.700N Ftraktör-kızak = 5000N Fsürtünme = 3500N İş ve Kinetik Enerji • Kinetik enerji ve iş teoremi F (N) F (N) F (N) x (m) W = Fx x (m) W = ½ Fx x (m) W= 𝑥2 𝐹𝑑𝑥 𝑥1 Enerji ve Güç • Güç : Birim zamanda harcanan enerji : Enerjinin harcanma hızı : Birim zamanda yapılan iş : İşin yapılma hızı • Gücün birimi 𝑘𝑔 𝑚2 𝑠 𝐽 𝑠 = = watt (W) Enerji ve Güç Enerji ve Güç F W = F x Δs Δs v P = W / Δt P = F x (Δs / Δt) P = F x vani P = 𝐹. 𝑣 P = F x vani 197 000 N 250 m/s = 197000 x 250 = 49250000 W = 49.3 MW 197 000 N 1 W = 1 / 746 beygir gücü 49.3 MW = 66 000 bg Enerji Fiziksel bir sistemin İş yapabilme kabiliyeti Hareket edebiler cisimler için Kinetik enerji veya Potansiyel enerji Kütle çekimi Elastik kuvvetler Enerji Evrensel bir kanun Enerjinin korunumu kanunu Örneğin İş-enerji prensibi Formları vardır Form değiştirebilir Değişik birimlere sahip olabilir Enerji • Kinetik enerji: Hareketten kaynaklanan enerji • Potansiyel enerji: Konumdan kaynaklanan enerji • Mekanik enerji: Kinetik + potansiyel enerji (Makro boyutta) • Termal enerji: Mikroskobik boyuttaki mekanik enerji • Mekanik dalga enerjisi: Dalga birikiminden kaynaklanan enerji • Kimyasal enerji: Kimyasal bağların kırılması veya yapılması ile oluşan enerji • Elektromanyetik enerji: Manyetik alan kutup momentinden kaynaklanan potansiyel enerji • Radyasyon enerjisi: Elektromanyetik dalga birikiminden kaynaklanan enerji • Nükleer enerji: Atom çekirdeğini oluşturan parçacıkların ayrılması ile ortaya çıkan enerji • İyonizasyon enerjisi: Gaz halindeki bir atomdan bir elektron koparmak için gereken enerji • Elastik enerji: Şekil değişikliğinden kaynaklanan potansiyel enerji • Kütleçekimi enerjisi: Kütleçekimi alanlarından kaynaklanan potansiyel enerji • İçsel enerji (İstirahat enerjisi): Hareket halinde olmayan bir cismin kütlesinden kaynaklanan enerji (E= mc2)
© Copyright 2024 Paperzz
