İş, Güç ve Enerji Nedir?  Detaylı Konu Anlatımı

İş, Güç ve Enerji Nedir? Detaylı Konu Anlatımı

27 Nisan 2019 0 Yazar: Recep

İş Nedir?

Günlük yaşantıda kullandığımız iş kavramıyla fiziksel anlamda iş kavramı farklıdır.

Fiziksel anlamda iş, bir cisme etki eden kuvvetin cismi kendi etki doğrultusunda yer değiştirmesini sağlamasıdır. Kuvvet ile hareket doğrultusu birbirine dik ise fiziksel anlamda iş yapılmamış olur.

Yapılan işi matematiksel olarak hesaplamak istersek;

İş= Kuvvet.Kuvvet doğrultusundaki yer değiştirme    (W=F.ΔX)

İş skaler bir büyüklüktür,

SI birim sisteminde İş birimi joule’dür ve j ile gösterilir.

1joule= 1N.1m  (Joule= N.m dir.)

İş – Enerji İlişkisi

İş yapabilmek için enerjiye ihtiyacımız vardır. Enerji iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanır.

E ile gösterilir, SI birim sisteminde enerjinin birimi joule’dür. Ne kadar iş yaparsak o kadar enerji harcarız. Harcadığımız bu enerji cisme aktarılır.

W=ΔE

Cisme aktarılan bu enerji kinetik, potansiyel ısı veya ışık enerjisi olabilir.

Güç

Güç bir işin ne kadar kısa sürede yapıldığının bir ölçüsüdür. Güç cismin üzerine enerjinin ne kadar kısa sürede aktarıldığının ifade eder. P ile gösterilir, skaler bir büyüklüktür ve SI’da birimi watt’dır.

İş makinelerinin, arabaların da gücü vardır. Aynı anda harekete başlayan iki otomobilden hızını, dolayısıyla kinetik enerjisini en kısa sürede belli bir değere ulaştıran daha güçlüdür.

Güç

Mekanik Enerji

Öteleme Kinetik Enerjisi

Cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjiye kinetik enerji denir. Eğer bir cisim doğru üzerinde hareket ediyorsa bu enerjiye öteleme kinetik enerjisi denir. Hareket eden cismin öteleme kinetik enerjisi cismin hız ve kütlesi ile ilişkilidir.

KE= 1/2 m . v²

Yer Çekimi Potansiyel Enerjisi

Kaynağı yerçekimi olan enerjiye yerçekimi potansiyel enerjiye denir. Bir cismin konumundan dolayı sahip olduğu yer çekimi potansiyel enerjisi ağırlığına ve yerden yüksekliği ile doğru orantılıdır.

Yer Çekimi Potansiyel Enerjisi= Ağırlık×yerden yükseklik (PE= G.h= m.g.h)

Esneklik Potansiyel Enerjisi

Bir cisim şeklinde değişiklik oluşturan kuvvet ortadan kalktığında eski şekline geri dönüyorsa bu tür cisimlere esnek cisim denir. Esnek bir yayın potansiyel enerjisi yay sabiti ve sıkışma ya da gerilme kuvvetine bağlıdır.

Esneklik potonsiyel enerjisi= 1/2 yay sabiti×yer değiştirmenin karesi

Esneklik Potansiyel Enerjisi

Mekanik Enerji

Bir cismin hareketinden kaynaklanan kinetik enerjisi ile konumundan kaynaklanan potansiyel enerjisinin toplamına mekanik enerji denir.

Mekanik Enerji= Kinetik enerji + Potansiyel enerji (ME=KE+PE)

Enerjinin Korunumu ve Enerji Dönüşümleri

Enerjinin Korunumu

Dünya üzerinde sürtünmenin olmadığı ortam yoktur. Sürtünme nedeniyle kinetik enerjinin bir kısmı ısı enerjisi, ses enerjisi, ışık enerjisine dönüşür. Araçların fren yapması sırasında çıkan ses, ışık ve ısıyı buna örnek verebiliriz.

Enerjinin korunumu yasasına göre; enerji yoktan var, vardan da yok olamaz ancak bir türden diğerine dönüşebilir. Dönüşüm sırasında toplam enerji değişmez.

Besinlerden Kazandığımız Enerji ve Günlük Enerji İhtiyacımız

Canlılar fiziksel anlamda iş yapmasalar da enerji harcarlar. Büyümek, gelişmek, canlılıklarını sürdürebilmek ve günlük aktivitelerini gerçekleştirebilmek için enerjiye ihtiyaçları vardır.

Bu enerjiyi besinlerden sağlanır, bir yetişkin insanın günde ortalama ihtiyacı olan enerji miktarı için yaklaşık kadınlar için 1400cal-1600cal erkekler için 1800cal-2000cal olarak belirtilebilir.

Vücut dinlenme halindeyken yaşamsal fonksiyonlarının devamı için gerekli enerjiye bazal metabolizma enerjisi denir. Günlük kalori ihtiyacımızdan fazlasını veya daha azını alırsak dengesiz beslenmiş oluruz.

Verim

Enerji bir türden başka bir türe dönüşürken sisteme verilen enerji ile sistemden amaç doğrultusunda alınan enerji birbirine eşit değildir, amaç dışında dönüşümler olmaktadır.

Sitemi çalıştırmak için kullanılan enerji= Amaç doğrultusunda kullanılan enerji + Amaç dışı harcanan enerji

Bir sistemin yapılan işin o sistemde harcanan enerjiye oranına verim denir.

Verim

Biliçli tüketici olarak enerji verimliliğini artırmak için; elektrikli aletler satın alırken enerji verimliliğine dikkat etmeliyiz, binalarda ısı yalıtımı yapmalıyız, tasarruflu ampüller kullanmalıyız, arabaların ve makinelerin bakımını zamanında yaptırmalıyız.

Tarihsel Süreçte Verim Artırıcı Sistemler

İnsanlık yüzyıllarca bir yakıttan yararlanmadan hiçbir yerden enerji almadan çalışan makinalar yapmaya uğraşmışlardır.

Dışarıdan enerji almadan kendi kendine sonsuza kadar çalışabileceği düşünülen makinelere devri daim makineleri denir. Dünyada sürtünmesiz bir ortam olmadığı için enerji kaybının olmadığı makineler henüz yapılamamıştır.

Enerji Kaynakları

Yenilenebilir Enerji Kaynakları

İnsan ömrü ile kıyaslandığında kısa sürede yerine konulabilen enerji kaynaklarına yenilenebilir enerji kaynakları denir.

Güneş enerjisi, hidroelektrik enerji, jeotermal enerji, rüzgar enerjisi, biokütle enerjisi (biyoenerji), gel git enerjisi, dalga enerjisi, hidrojen enerjisi.

Yenilenemez Enerji Kaynakları

Kullandıkça tükenen insan ömrü göz önüne alındığında kendini yenileyemeyen enerji kaynaklarına yenilenemez enerji kaynakları denir. Yenilenemeyen enerji kaynakları fosil yakıtlar ve nükleer enerji kaynaklarıdır.