Enerjinin Korunumu

Enerjinin Korunumu Yasası

Enerji yoktan var edilemez, var olan enerji yok edilemez; yalnızca bir türden başka bir türe dönüşür. Kapalı bir sistemin toplam enerjisi sabittir.

Mekanik Enerjinin Korunumu

Sürtünmelerin ve hava direncinin ihmal edildiği sistemlerde mekanik enerji korunur: E_k + E_p = sabit.

• Serbest düşme: Cisim düşerken potansiyel enerjisi azalır, kinetik enerjisi aynı miktarda artar. Yere çarpma hızı v = √(2gh) olur ve kütleye bağlı değildir.
• Yukarı atış: Cisim yükselirken kinetik enerji potansiyel enerjiye dönüşür; tepe noktasında hız sıfır, potansiyel enerji en büyüktür.
• Sarkaç: En alt noktada kinetik enerji, en üst noktalarda potansiyel enerji en büyüktür.
• Eğik düzlem ve rampa: Sürtünmesiz yolda cismin hızı yalnızca yükseklik farkına bağlıdır; yolun şekline bağlı değildir.

Sürtünmeli Sistemlerde Enerji

Sürtünme varsa mekanik enerjinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür. Mekanik enerji korunmaz ama toplam enerji yine korunur:

E_ilk = E_son + W_sürtünme. Sürtünmeye harcanan enerji W = f_s·x ile bulunur.

İş-Enerji Teoremi

Bir cisme etki eden net kuvvetin yaptığı iş, cismin kinetik enerjisindeki değişime eşittir: W_net = ΔE_k.

Yay Sistemleri

Sürtünmesiz yatay düzlemde yaya çarpan cismin kinetik enerjisi, yayı sıkıştırarak esneklik potansiyel enerjisine dönüşür: ½·m·v² = ½·k·x².

Günlük Hayattan Örnekler

• Lunaparktaki hız trenleri en yüksek noktadan başlar; potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür.
• Fren yapan arabanın kinetik enerjisi balatalarda ısıya dönüşür.
• Zıplayan topun her sıçramada daha az yükselmesi, enerjinin bir kısmının ısı ve sese dönüşmesindendir.

Sınav uyarısı: Sürtünme varken mekanik enerji korunmaz, toplam enerji korunur. Sürtünmesiz düşmede yere çarpma hızı kütleye bağlı değildir. Net iş kinetik enerji değişimine eşittir.