İş, enerji ve kuvvet arasında nasıl bir ilişki vardır?

İş Nedir?
Bilim insanları ve mühendisler için işin özel bir tanımı vardır. Onlara göre; bir kuvvet, cismi, uygulandığı yönde hareket ettirebiliyorsa bilimsel anlamında iş yapıyor demektir. Kızağın kayması, domateslerin toplanması, kâğıdın yırtılması ve bisikletin sürülmesi birer iştir.

Yapılan işin büyüklüğü, cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüne ve cismin yer değiştirme mesafesine bağlıdır


Kuvvet biriminin Newton (Nivton), yol biriminin de metre olduğunu ve Newton’un kısaca “N” ile metrenin de “m “ ile gösterildiğini biliyoruz. ‹şin birimi ise N.m dir. N.m ye özel olarak joule (jul) denir. Bir N’luk bir kuvvet, bir cismi, 1 m’lik bir yolda ve kuvvet yönünde hareket ettirirse 1 J’lük iş yapm›fl olur. 2 N’luk bir kuvvet, bir cismi, 3 metre hareket ettirirse 6 J iş yapmış olur.


Bilim insanları ve mühendisler için işin özel bir tanımı vardır. Onlara göre; bir kuvvet, cismi, uygulandığı yönde hareket ettirebiliyorsa bilimsel anlamında iş yapıyor demektir.

Yapılan işin büyüklüğü, cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüne ve cismin yer değiştirme mesafesine bağlıdır.

Kuvvet biriminin Newton (Nivton), yol biriminin de metre olduğunu ve Newton’un kısaca “N” ile metrenin de “m “ ile gösterildiğini biliyoruz. ‹şin birimi ise N.m dir. N.m ye özel olarak joule (jul) denir. Bir N’luk bir kuvvet, bir cismi, 1 m’lik bir yolda ve kuvvet yönünde hareket ettirirse 1 J’lük iş yapmış olur. 2 N’luk bir kuvvet, bir cismi, 3 metre hareket ettirirse 6 J iş yapmış olur.

Bilim insanları enerjiyi “iş yapabilme yeteneği” olarak tanımlarlar. Enerji bir madde değil, bir cisme ait özelliktir. Örneğin, benzinin sahip olduğu enerji doğrudan kullanılmaz. Ancak motorda yandığında enerjiye dönüşür.

İŞ-ENERJİ ARASINDAKİ İLİŞKİ
kuvvet uygulanarak gerçekleştirilen kuvvet akımına iş denir.
İş yapabilme yeteneğine de enerji denir. Eğer bir kuvvet iş yapıyorsa enerji vardır, yada enerji değişiyorsa iş yapılmıştır.

ÖRNEK: İlk başta DURGUN olan bir cisim K noktasından L noktasına 12newton kuvvetle geliyor K ve L arasındaki uzaklık 10metre ise cismin L'deki enerjisi nedir?
ÇÖZÜM: w=xE yani iş enerjinin değişmesi veya;
W=Eson-Eilk olarak gösterilir..Eilk 0 dır(çümkü başta durgundur) Buna göre;
W=120-0= 120 cismin L'deki enerjidir.

1- İş
2- Enerji

B- İŞ VE ENERJİ :

1- İŞ :
Bir cisme uygulanan kuvvetin cisme kendi doğrultusunda yol aldırmasına iş denir. Bir kuvvet cisme uygulandığında cismi kendi doğrultusunda hareket ettirebiliyorsa o kuvvet iş yapmış demektir.
Bir kuvvetin iş yapabilmesi için;
1- Cisme uygulanması gerekir.
2- Cisme yol aldırması gerekir.
3- Cisme aldırdığı yolun kendi (uygulanma) doğrultusuyla aynı yani paralel olması gerekir.
Bir cisme F kuvveti uygulandığında, cisim kuvvet doğrultusunda ve yönünde x kadar yol alıyorsa (yer değiştiriyorsa), yapılan iş, (net) kuvvet ile cismin aldığı yolun (yaptığı yer değiştirmenin) çarpımına eşit olur.
İş, W ile gösterilir ve skaler bir büyüklüktür.




W → İş
F → Hareket doğrultusundaki kuvvet veya kuvvetlerin bileşkesi (Net Kuvvet)
x → Kuvvet (net kuvvet) doğrultusunda cismin aldığı yol (yer değiştirme).

Örnek : Kitap okuyan, ağzında lokma çiğneyen, duvarı iten, ders çalışan, elindeki çantayı
sallamadan yürüyen, halteri havada tutan kişi enerji harcar fakat iş yapmaz.

a) İş Birimleri :

Sembol Birim (SI) Birim (CGS) Birim (MKSA)Kuvvet→ FNdynkg-fYol → xmcmmİş → W N . m (Joule)dyn . cm (erg)kg-f . m






b) İş İle İlgili Kanunlar (Örnekler=İş Kanunları) :

1- Kuvvetin iş yapabilmesi için, kuvvetin doğrultusu ile cismin hareket doğrultusunun aynı yani paralel olması gerekir. Hareket doğrultusuna dik olan kuvvetler iş yapamaz.

2- Bir cisme yatayla belli bir açı yapan bir kuvvet etki ediyor ve cisim de yatay doğrultuda hareket ediyorsa, bu kuvvetin yatay bileşeni iş yapar, düşey (dikey) bileşeni iş yapmaz.


3- Bir cisme kuvvet uygulandığında cisim hareket edemiyora kuvvet iş yapamamıştır.

4- Bir cismi bulunduğu yerden belli bir h yüksekliğine çıkarmak için cisme yukarı yönde ve en az ağırlığı kadar kuvvet uygulanması gerekir. Cismi belli bir yüksekliğe çıkarmak için yerçekimi kuvvetine karşı iş yapılır.

5- Bir cisim belli bir h yüksekliğinden serbest bırakılırsa yerçekimi kuvveti yani cismin kendi ağırlığı iş yapar.


6- Bir cisme birden fazla kuvvet etki ediyorsa yapılan işi net (bileşke) kuvvet yapmış olur. Yani yapılan iş her bir kuvvetin yaptığı işin toplamına veya net kuvvetin yaptığı işe eşit olur.

a) Aynı Yönlü Kuvvetlerin Yaptığı İş (Kuvvetler Aynı Yönlü İse) :
Yapılan iş, her bir kuvvetin yaptığı işlerin toplamına veya net (bileşke) kuvvetin yaptığı işe eşittir.

b) Zıt Yönlü Kuvvetlerin Yaptığı İş (Kuvvetler Zıt Yönlü İse) :
Yapılan iş, her bir kuvvetin yaptığı işlerin toplamına veya net (bileşke) kuvvetin yaptığı işe eşittir. (Yapılan iş, her bir kuvvetin yaptığı işin farkına eşittir).

7- Hareket halindeki bir cisme sürtünme kuvveti etki ediyorsa, sürtünme kuvveti zıt yönde iş yapar. Yapılan işi yine net kuvvet yapmıştır.


8- Bir cismi farklı yollardan aynı yüksekliğe çıkarmakla yapılan iş değişmez. Yapılan iş yoldan bağımsızdır ve cismi yerçekimi kuvvetine karşı belli bir h yüksekliğine çıkarma işidir. (Cismin ağırlığı ve cismin çıkarıldığı h yüksekliği değişmediği için yapılan işte değişmez).


9- Düz yolda elindeki çantayı sallamadan yürüyen çocuk iş yapmaz. Çünkü çantayı tutmak için uyguladığı kuvvet yukarı yönde (düşey doğrultuda), çantanın hareket doğrultusu ise yatay yöndedir (Yatay doğrultudadır). Cisme uygulan kuvvet ile cismin hareket doğrultusu paralel olmadığı için iş yapılmamıştır.
Çocuk sadece çantayı yerden kaldırırken iş yapmıştır. Çantayı yerden kaldırırken uyguladığı kuvvet çantanın ağırlığına eşittir.




10- Bir halterci halteri kaldırırken en az halterin ağırlığı kadar yukarı yönde kuvvet uygular ve halteri belli bir h yüksekliğine kaldırınca da iş yapmış olur. Fakat halterci halteri tutarken veya halterle birlikte yürürken enerji harcar fakat iş yapmaz. Çünkü halteri tutarken yukarı yönde kuvvet uygular fakat halter hareket etmediği için iş yapmaz. Halterle birlikte yürürken ise halteri tutmak için uyguladığı yukarı yöndeki kuvvetin doğrultusu ile halterin yatay hareket doğrultusu birbirine paralel olmadığı için iş yapmaz.

11- Bir cisme etki eden sabit kuvvet ile cismin aldığı yol arasında çizilen grafikte çizilen doğrunun altında kalan alan yapılan işi verir.
F


12- Bir cisme etki eden kuvvetin yaptığı iş, cismin aldığı yol ile doğru orantılıdır. İş ve cismin aldığı yol arasında çizilen grafikte doğrunun eğimi kuvveti verir.



13- Sarmal yaya uygulanan kuvvet etkisiyle yay X kadar sıkışıyorsa ya da X kadar çekiliyorsa kuvvet iş yapıyordur.

İŞ
*İş kuvvet ile cismin yer değiştirme doğrultusunun aynı olması durumunda kuvvet ile cismin yer değiştirme mesafesi çarpımına eşittir.
*Cisim Uygulanan kuvvet ile aynı yönde yer değiştirmiyorsa yer değiştirme 0 alınır dolayısı ile iş yapılmamış olup iş 0 dır.
* işin birimi ise N.m dir. N.m ye özel olarak joule (jul) denir.
*Enerji iş yapabilme yeteneğidir. E ile gösterilir. Enerji birimi işin birimi ile aynıdır , yani joule dir.
*İş net kuvvet ve alınan yol ile doğru orantılıdır.
*Bir kitap raftan aşağı doğru düşerken iş yapmış olur. Kitabı hareket ettiren kuvvet olan yerçekimi ile aynı yönlü hareket eder.
*Yağmur damlalarına etki eden yerçekimi de iş yapmış olur.
*Halterini kaldıran halterci de iş yapmış olur.
*Bir cismin sürati arttıkça kinetik enerjisi de artar.
*Kinetik enerji cismin kütlesine ve süratine bağlıdır.
*Enerji vardan yok , yoktan var edilemez. Ancak farklı enerjilere dönüşerek korunur.

İş yapmamız için eneriye, enerji için de besine ihtiyacımız vardır.Zaten bir eşyayı indirip kaldırırken enerji sarfetmiş oluyoruz. Mesela açken niye halimiz yoktur, yorgunuzdur çünkü hani demiştim ya enerji için besine ihtiyacımız var aç olduğumuz için de besine ihtiyacımız vardır. Enerji yoktan var olmaz, var olan bir enerji de yok olmaz. Ancak farklı enerjilere dönüşerek korunur. Yani bir enerji birimi olan "Joule" aynı zamanda bir iş birimidir.Yaygın olarak kullanılan iş birimi Joule'dür. "Jul" diye okunur.

Cisimlerin hareket, şekil, yön ve doğrultularını değiştiren etkiye kuvvet denir.Kuvvet uygulanan bir cismin yol alması ve kuvvet doğrultusunda belli bir konumdan başka bir konuma geçmesi sonucunda bir iş yapılmış olur.Bir cisme kuvvet uygulamak ve bir iş yapmak için de enerjiye gerek duyulur!

Durmakta olan bir cismi harekete geçiren, hareket halindeki bir cismi durduran, yönünü ve şeklini değiştiren etkiye ne ad verilir?

İŞ-ENERJİ ARASINDAKİ İLİŞKİ
kuvvet uygulanarak gerçekleştirilen kuvvet akımına iş denir.
İş yapabilme yeteneğine de enerji denir. Eğer bir kuvvet iş yapıyorsa enerji vardır, yada enerji değişiyorsa iş yapılmıştır.

bu kadar her yerde böyle yazıyor biraz da kitaptan bakın
sağol admin!