2.1
Bir adamın bir nesneyi 1. konumdan 2. pozisyona itmek için kuvvet uyguladığını ve küçük bir yer değiştirmeye neden olduğunu düşünün.
Bu kuvvetin yaptığı toplam çalışma, yer değiştirme boyunca gerçekleştirilen tüm sonsuz küçük miktarların toplamıdır.
Newton'un ikinci yasasını denkleme uygulamak ve entegre etmek, yapılan bu çalışmayı kinetik enerji değişimiyle ilişkilendirir. Bu ilişkiye iş-enerji teoremi denir.
Bu toplam çalışma, potansiyel enerjideki bir değişim olarak da ifade edilebilir.
Bir nesne havaya fırlatıldığında, potansiyel enerjisi artarken kinetik enerjisi azalır. Öte yandan, nesne Dünya'ya geri düştükçe kinetik enerji kazanır ve aynı zamanda eşdeğer miktarda potansiyel enerji kaybeder.
Kinetik enerjideki değişimi potansiyel enerjideki değişime eşit olarak ayarlandığında, kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamı — topluca mekanik enerji olarak bilinir — yalnızca nesne üzerinde muhafazakar kuvvetler etkisi olduğunda sabit kaldığı ortaya çıkar.
Klasik mekanik, kuvvetlerin etkisi altındaki cisimlerin hareketinin matematiksel bir tanımını sunar. Bu alandaki temel ilkelerden biri, bir nesne üzerinde yapılan net çalışma ile kinetik enerjisi arasında bir köprü kuran iş-enerji teoremidir.
İş-enerji teoremi, bir parçacık üzerinde tüm etki kuvvetlerinin yaptığı net çalışmanın kinetik enerjisindeki değişime eşit olduğunu belirtir.
Basitçe söylemek gerekirse, iş-enerji teoremi, bir nesnenin hareketi üzerindeki kuvvetlerin etkilerini Newton'un ikinci yasasının inceliklerine girmeden analiz eden bir yöntemdir. Bir nesne üzerinde etki eden tüm kuvvetlerin yaptığı kümülatif çalışmayı ele alır ve nesnenin kinetik enerjisindeki değişikliklere dair içgörüler sağlar.
Bunu daha iyi anlamak için bir örnek alalım. Bir bloğu sürtünmesiz bir yüzey boyunca itmeyi düşünün. Uyguladığınız kuvvet, blok üzerinde iş yapar, bu da blokun hızlanmasına ve dolayısıyla kinetik enerjisinin artmasına neden olur. Bu kinetik enerji artışı, uygulanan kuvvetin yaptığı çalışmaya tam olarak eşittir ve bu da iş-enerji teoremini gösterir.
Ancak, aynı bloğun sürtünmeli bir yüzeyde hareket ettiğini düşünürsek, durum değişir. Şimdi, sürtünme kuvveti de blok üzerinde çalışıyor ama hareketinin tam tersi yönde. Sürtünme ile yapılan bu olumsuz çalışma, blokun kinetik enerjisinin azalmasına ve onu yavaşlamasına yol açar.
Bu teorem sadece doğrusal harekete uygulanmakla kalmaz, aynı zamanda Newton'un ikinci yasasını çözmek zor olabileceği eğrili yollar veya düzensiz yüzeyler için de etkili bir şekilde çalışır.
İş-enerji teoremi, bir nesnenin hareketi biliniyorsa ancak etkili kuvvetler bilinmediğinde de faydalıdır. Yapılan işleri ve etkisini inceleyerek, ilgili kuvvetler hakkında değerli bilgiler elde edilebilir.
Bir adamın bir nesneyi 1. konumdan 2. pozisyona itmek için kuvvet uyguladığını ve küçük bir yer değiştirmeye neden olduğunu düşünün.
Bu kuvvetin yaptığı toplam çalışma, yer değiştirme boyunca gerçekleştirilen tüm sonsuz küçük miktarların toplamıdır.
Newton'un ikinci yasasını denkleme uygulamak ve entegre etmek, yapılan bu çalışmayı kinetik enerji değişimiyle ilişkilendirir. Bu ilişkiye iş-enerji teoremi denir.
Bu toplam çalışma, potansiyel enerjideki bir değişim olarak da ifade edilebilir.
Bir nesne havaya fırlatıldığında, potansiyel enerjisi artarken kinetik enerjisi azalır. Öte yandan, nesne Dünya'ya geri düştükçe kinetik enerji kazanır ve aynı zamanda eşdeğer miktarda potansiyel enerji kaybeder.
Kinetik enerjideki değişimi potansiyel enerjideki değişime eşit olarak ayarlandığında, kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamı — topluca mekanik enerji olarak bilinir — yalnızca nesne üzerinde muhafazakar kuvvetler etkisi olduğunda sabit kaldığı ortaya çıkar.
From Chapter 2:
Now Playing
The First Law of Thermodynamics and its Applications
237 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
75 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
209 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
305 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
485 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
346 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
195 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
143 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
62 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
179 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
170 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
178 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
187 Views
The First Law of Thermodynamics and its Applications
531 Views