Fiziksel anlamda iş, bir sistemde enerji değişikliği yapmaktır. Bir cisme bir kuvvet uygulandığında yapılan iş, cismin mekanik enerjisindeki değişime eşittir. Buna göre,

yazılabilir.

Bir cisme uygulanan net kuvvetin yaptığı iş, cismin kinetik enerjisindeki değişime, yerçekimine karşı yapılan iş de cismin potansiyel enerjisindeki değişime eşittir.

Bir cismin, uygulanan net kuvvet-konum grafiğinde alan, yapılan işi, dolayısıyla cismin kinetik enerjisindeki değişimi verir.

Hook Yasası

Esneklik sınırı aşılmamak şartı ile esnek bir yaya uygulanan kuvvet arttıkça yayın şeklindeki değişim miktarı da artar. Şekildeki yaya uygulanan F kuvveti yayın x kadar uzamasına neden olursa, 2F kuvveti 2x kadar uzamaya, 3F kuvveti 3x kadar uzamaya neden olur.

Buradan hareketle, esnek bir yayın boyundaki uzama miktarının uygulanan kuvvetle doğru orantılı olduğu söylenebilir. Hooke yasası olarak bilinen bu yasaya göre,

yazılır.

Buradaki k sabiti yayın sert ya da yumuşak oluşunu ifade eden bir niceliktir. Yay sabiti, sert yaylar için büyük, yumuşak yaylar için küçüktür.

Esneklik Potansiyel Enerjisi

Potansiyel enerji, cisimlerin fiziksel durumları nedeniyle depolanmış enerji türüdür. Esnek cisimlerde de şekil değişikliği sırasında bu tür enerji depolanır.

Uygulanan kuvvet x’e bağlı olarak değişen bir kuvvet olduğundan kuvvetin uzamaya bağlı grafiği şekildeki gibi çizildiğinde grafiğin eğimi yay sabitini, taralı alan da yapılan işi ya da yayda depolanan enerjiyi verir.

Buna göre, x kadar uzamış ya da sıkışmış bir yayda depo edilen potansiyel enerji,

olur.

Kuvvet ve Hareket

• Vektörler
• Bağıl Hareket
• Newton’ın Hareket Yasaları
• Bir Boyutta Sabit İvmeli Hareket
• İki Boyutta Hareket
• Enerji ve Hareket
• İtme ve Çizgisel Momentum
• Tork
• Denge ve Denge Şartları
• Basit Makineler

Çözümlü Örnek Test Soruları

Enerji ve hareket, bir cismin kinetik ve potansiyel enerjisiyle ilgili kavramları içerir. Hareket eden bir cismin enerjisi, hızına ve kütlesine bağlı olarak değişir. Ayrıca, bir cismin yüksekliği ve kütlesi, onun potansiyel enerjisini belirler. Enerji korunumu, kapalı sistemlerde enerjinin yok edilemeyeceğini ve yaratılamayacağını belirtir, sadece bir formdan diğerine dönüşebilir.

1. Kinetik enerji nedir?

A) Bir cismin konumundan dolayı sahip olduğu enerjidir
B) Bir cismin kütlesi ve hızına bağlı olan enerjidir
C) Isı enerjisi ile ilgili bir büyüklüktür
D) Kimyasal bağlardan elde edilen enerjidir

Çözüm: Kinetik enerji, bir cismin kütlesi ve hızına bağlı olarak hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir.
Doğru cevap B şıkkıdır.

2. Kinetik enerji nasıl hesaplanır?

A) E = mgh
B) E = 1/2 mv²
C) E = Fd
D) E = mgh / v²

Çözüm: Kinetik enerji, E = 1/2 mv² formülü ile hesaplanır. Burada m kütle, v hızdır.
Doğru cevap B şıkkıdır.

3. Kütlesi 2 kg olan bir cisim, 10 m/s hızla hareket ediyorsa kinetik enerjisi kaç joule’dür?

A) 50 J
B) 100 J
C) 200 J
D) 400 J

Çözüm: Kinetik enerji formülü E = 1/2 mv²’dir. Burada m = 2 kg ve v = 10 m/s olduğuna göre, E = 1/2 x 2 x 10² = 100 J.
Doğru cevap B şıkkıdır.

4. Potansiyel enerji nedir?

A) Bir cismin hızına bağlı olan enerjidir
B) Bir cismin bulunduğu konuma bağlı olarak sahip olduğu enerjidir
C) Bir cismin hareketi sonucu oluşan enerjidir
D) Bir cismin esnekliğine bağlı enerjidir

Çözüm: Potansiyel enerji, bir cismin bulunduğu konuma bağlı olarak sahip olduğu enerjidir, özellikle yerden yüksekliği ve kütlesi ile ilgilidir.
Doğru cevap B şıkkıdır.

5. Bir cismin yerden 10 metre yükseklikte sahip olduğu potansiyel enerji formülü nedir?

A) E = 1/2 mv²
B) E = mgh
C) E = mg²h
D) E = mv/h

Çözüm: Potansiyel enerji formülü E = mgh’dir. Burada m kütle, g yerçekimi ivmesi (9.8 m/s²) ve h yüksekliktir.
Doğru cevap B şıkkıdır.

6. Kütlesi 5 kg olan bir cisim, yerden 10 metre yüksekte duruyorsa potansiyel enerjisi kaç joule’dür? (g = 9.8 m/s²)

A) 50 J
B) 98 J
C) 490 J
D) 980 J

Çözüm: Potansiyel enerji E = mgh formülü ile hesaplanır. Burada m = 5 kg, g = 9.8 m/s², h = 10 metre olduğuna göre, E = 5 x 9.8 x 10 = 490 J.
Doğru cevap C şıkkıdır.

7. Enerji korunumu ilkesi neyi ifade eder?

A) Enerji her zaman azalır
B) Enerji bir formdan diğerine dönüşebilir, ancak yok edilemez veya yaratılamaz
C) Enerji sadece hareketle ilgilidir
D) Enerji yaratılabilir ve yok edilebilir

Çözüm: Enerji korunumu ilkesi, enerjinin bir formdan diğerine dönüşebileceğini, ancak yok edilemeyeceğini veya yaratılamayacağını belirtir.
Doğru cevap B şıkkıdır.

8. Bir cisim 50 joule potansiyel enerjiye sahipse, yere düşerken sahip olduğu kinetik enerji ne olur? (Hava direnci ihmal edilmiştir)

A) 25 J
B) 50 J
C) 100 J
D) 0 J

Çözüm: Hava direnci ihmal edildiğinde, potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür. Dolayısıyla, cisim yere düştüğünde kinetik enerjisi 50 J olur.
Doğru cevap B şıkkıdır.