ATÖLYE ÇALIŞMASI II

Enerji günümüz dünyasında vazgeçilmez bir kavramdır ve kısaca iş yapabilme yetene¤i olarak tanımlanabilir. Enerjinin birçok çeşidi vardır. Bunlar arasında potansiyel, kinetik ve kimyasal enerjiyi, elektrik enerjisini ve ısı enerjisini sayabiliriz.

Hepimiz günlük yaşantımızda karşılaştığımız olaylarda kuvvet kavramını duymuş veya kullanmışızdır. Evde bir eşyayı ittiğimiz veya çektiğimizde, spor yaparken bir topa vurduğumuzda ya da topu fırlattığımızda bir kuvvet uygularız. Buradaki kuvvet kelimesi kas gücümüzü kullanarak cisimlerin durumunda bir değişim yaratmamız ile ilgilidir. Bunlara benzer birçok örnek kuvvetlerin bir yöne sahip olduklarını, yani vektörel nicelik olduklarını gösterir. Kuvvet, bir cismin durumunda değişiklik yaratan etken olarak tanımlanır.

Bir cisme birden fazla kuvvetin aynı anda uygulandı¤ı durumlar da söz konusu olabilir. Bu durumda; cisim üzerine etki eden “net kuvvet” kavramından bahsetmek daha doğru olacaktır. Net kuvvet yerine “bileşke kuvvet” veya “dengelenmemiş kuvvet” terimleri de kullanılmaktadır.

Dinamometre (kuvvet ölçer) metallerin esneklik özelliklerinden yararlanılarak yapılmış ve kuvvet ölçmekte kullanılan bir aygıttır. Dinamometrede esnek bir yay ve ölçekli bir gösterge bulunur. Uygulanan kuvvete göre yayda bir gerilme olur ve kuvvet değeri ölçek üzerinden okunur. Örneğin, dinamometrenin ucundaki çengele bir cisim takılarak cismin ağırlığı da bulunabilir. Çünkü, cisme etkiyen yerçekimi kuvveti nedeniyle dinamometredeki yayda bir gerilme olacaktır. Bu gerilme değeri cismin ağırlığına eşittir. Dinamometrede ölçülen değerler Newton (N) birimi ile verilir.

Yapılan işin büyüklüğü, cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüne, cismin yer değiştirme mesafesine ve kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıya bağlıdır.

İş ve enerjinin aynı birimlere sahip olması beklenen bir durumdur. Yani enerjinin birimi de SI birim sisteminde Joule (J) olarak verilir.

Bir maddenin sıcaklığını 1 °C arttırmak için gerekli ısı enerjisi miktarına “ısı kapasitesi” denir

Cisme verilen ısı miktarının cisimde meydana gelen sıcaklık artışına oranı “ısı kapasitesi” olarak bilinir ve “C” harfi ile temsil edilir

Buraya kadar ısı, iş ve sıcaklık kavramlarından bahsettik. Mekanik bir sistemde sürtünme oldu¤u zaman mekanik enerjide bir kayıp olacağını daha önce belirtmiştik. Kaybolan bu mekanik enerji aslında ısı enerjisine dönüşmektedir.

F=10 N

x=2 m

W = Fx = (10N) (2m) = 10 × 2 = 20 J olur.

Enerjinin birçok çeşidi vardır. Bunlar arasında potansiyel, kinetik ve kimyasal enerjiyi, elektrik enerjisini ve ısı enerjisini sayabiliriz.

SI birim sisteminde kuvvetin birimi Newton (N)’dur. 1kg kütleye 1 m/s2 ivme kazandırmak için gerekli kuvvet 1 N’dur.

Dinamometre (kuvvet ölçer) metallerin esneklik özelliklerinden yararlanılarak yapılmış ve kuvvet ölçmekte kullanılan bir aygıttır.

Ağırlık terimi çoğu kez yanlış bir şekilde kütleyi ifade etmek için kullanılır. Ağırlık yer çekiminin cisme uyguladığı kuvvettir. Kütle ve ağırlık kavramlarının tamamen farklı fiziksel özellikler olduğu unutulmamalıdır. Ağırlık bir kuvvettir, kütle ise temel büyüklüklerden bir tanesidir. Bir cismin ağırlığının ona etkiyen yerçekimi kuvveti olarak düşündüğümüzde: Fg=m.g olarak yazabiliriz. Burada, m cismin kütlesi ve g ise yerçekimi ivmesidir.

Sürtünme kuvveti hareketi engelleyici bir özelliğe sahip olduğu için cisimlerin mekanik enerjilerinde yani hareketlerinde bir azalma olacaktır. Mekanik enerjideki bu azalma ısı enerjisine dönüşecektir.

Sıcaklık ölçü aletlerine “termometre” adı verilir.

Cisme verilen ısı miktarının cisimde meydana gelen sıcaklık artışına oranı "ısı kapasitesi” olarak bilinir ve “C” harfi ile temsil edilir.

Isıl çift, sıcaklık ölçmekte yaygın olarak kullanılan bir aygıttır. 1822 yılında Thomas Seebeck tarafından geliştirilmiştir. Seebeck, bir iletkenin uçları arasında sıcaklık farkı olduğunda, bir potansiyel fark oluşacağını göstermiştir. Bu “termoelektrik etki” ya da “Seebeck etkisi” olarak bilinir. Eğer iletkenin iki ucu da aynı sıcaklıkta ise, bir potansiyel fark oluşmaz.

1cal ≡ 4,186 J

İşin birimi SI birim siteminde newton-metre (N.m)’dir. Bu birime joule (J) adı verilir.