10. Sınıf Fizik · 2. Ünite: Enerji

Mekanik Enerji ve Korunumu

Lunaparkta tepeden inen bir vagon aşağıya yaklaştıkça hızlanır, karşı tepeye çıkarken yavaşlar. Bu hareketin arkasında kinetik ve potansiyel enerjinin sürekli birbirine dönüşmesi ve toplamlarının (mekanik enerjinin) sabit kalması yatar. Bu konuda mekanik enerjiyi bileşenlerine ayıracak, kinetik ve potansiyel enerji arasındaki matematiksel ilişkiyi kuracak ve sürtünmesiz sistemlerde hız ve yükseklik hesaplarını enerji korunumuyla yapacaksın.

Kazanımlar

Konu anlatımı

  1. Tepeden inen vagon: iki enerji bir arada

  2. Kinetik enerji

  3. Çekim potansiyel enerjisi ve referans seviyesi

  4. Mekanik enerjinin korunumu

  5. Grafik yorumu: enerji–yükseklik grafiği

  6. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

Anahtar terimler

Mekanik enerji
Bir cismin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamı: E_M = K + U.
Kinetik enerji
Hareket eden cismin enerjisi; K = ½mv², kütle ile doğru, hızın karesiyle orantılıdır.
Çekim potansiyel enerjisi
Cismin referans seviyesine göre yüksekliğinden kaynaklanan enerji; U = mgh.
Referans seviyesi
Potansiyel enerjinin sıfır kabul edildiği seviye; keyfi seçilir, enerji farkı değişmez.
Mekanik enerjinin korunumu
Sürtünme ve hava direnci yoksa K + U toplamının hareket boyunca sabit kalması.
Enerji–yükseklik grafiği
K, U ve E_M'nin yüksekliğe göre çizildiği grafik; K ve U doğruları h = h₀/2'de kesişir.
Sürtünmesiz (ideal) sistem
Sürtünme ve hava direncinin ihmal edildiği, mekanik enerjinin korunduğu model.

Örnek soru

Mekanik enerji ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. Yalnızca hareket halindeki cisimlerin sahip olduğu enerjidir.
  2. Yalnızca yüksekteki cisimlerin sahip olduğu enerjidir.
  3. Bir cismin kinetik enerjisi ile potansiyel enerjisinin toplamıdır.
  4. Bir cismin kinetik enerjisi ile ısı enerjisinin toplamıdır.
  5. Bir cismin potansiyel enerjisi ile kimyasal enerjisinin toplamıdır.

Doğru cevap: C

Çözüm

Mekanik enerji, bir cismin hareketinden (kinetik) ve konumundan (potansiyel) kaynaklanan enerjilerin toplamıdır: $E_M = K + U$.
1. Yalnızca kinetik enerji (A) ya da yalnızca potansiyel enerji (B) mekanik enerjinin bir bileşenidir, tamamı değildir.
2. Isı ve kimyasal enerji mekanik enerjinin bileşeni sayılmaz (D ve E).
Doğru cevap C.

10. Sınıf Fizik: tüm konular