🌈 2026 TYT Fizik: Potansiyel Enerji ve İş İlişkisi
Fizikte enerji, iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanır. Potansiyel enerji ve iş, birbirleriyle yakından ilişkili kavramlardır. Bir cismin potansiyel enerjisi, o cismin konumu veya durumu nedeniyle sahip olduğu enerjidir. İş ise, bir kuvvetin bir cismi hareket ettirmesiyle yapılan enerji aktarımıdır.
🍎 Potansiyel Enerji Nedir?
Potansiyel enerji, bir sistemin depolanmış enerjisidir. İki temel türü vardır:
- 🍎 Yerçekimi Potansiyel Enerjisi: Bir cismin yerden yüksekliği arttıkça artar. Formülü: $PE = mgh$ (m: kütle, g: yerçekimi ivmesi, h: yükseklik).
- 🍎 Elastik Potansiyel Enerji: Bir yayın sıkıştırılması veya gerilmesiyle depolanan enerjidir. Formülü: $PE = \frac{1}{2}kx^2$ (k: yay sabiti, x: yayın uzama veya sıkışma miktarı).
⚙️ İş Nedir?
İş, bir kuvvetin bir cismi belirli bir mesafe boyunca hareket ettirmesiyle yapılan enerji transferidir. İşin formülü: $W = Fd\cos\theta$ (F: kuvvet, d: mesafe, $\theta$: kuvvet ile hareket yönü arasındaki açı).
🤝 Potansiyel Enerji ve İş Arasındaki İlişki
Potansiyel enerji ve iş arasındaki ilişki, enerji dönüşümü ilkesine dayanır. Bir sistemde potansiyel enerji değişimi olduğunda, bu değişim yapılan işe eşittir.
- ⚡ Yerçekimi Potansiyel Enerjisi ve İş: Bir cismi yukarı kaldırmak için yapılan iş, cismin yerçekimi potansiyel enerjisini artırır. Cisim serbest bırakıldığında, potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür ve cisim aşağı doğru hareket ederken iş yapar.
- 🔩 Elastik Potansiyel Enerji ve İş: Bir yayı sıkıştırmak veya germek için yapılan iş, yayda elastik potansiyel enerji depolar. Yay serbest bırakıldığında, potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür ve yay eski haline dönerken iş yapar.
🧪 Örnekler
Örnek 1: 2 kg kütleli bir cisim, yerden 5 metre yüksekliğe kaldırılıyor. Yapılan işi ve cismin potansiyel enerjisindeki değişimi hesaplayınız. (g = 9.8 m/s²)
Çözüm:
- ✔️ Yapılan iş: $W = mgh = 2 \cdot 9.8 \cdot 5 = 98 \text{ Joule}$
- ✔️ Potansiyel enerjideki değişim: $\Delta PE = mgh = 2 \cdot 9.8 \cdot 5 = 98 \text{ Joule}$
Örnek 2: Yay sabiti 100 N/m olan bir yay, 0.2 metre sıkıştırılıyor. Yayda depolanan elastik potansiyel enerjiyi hesaplayınız.
Çözüm:
- ✔️ Elastik potansiyel enerji: $PE = \frac{1}{2}kx^2 = \frac{1}{2} \cdot 100 \cdot (0.2)^2 = 2 \text{ Joule}$
Umarım bu açıklamalar, potansiyel enerji ve iş arasındaki ilişkiyi anlamanıza yardımcı olmuştur. Başarılar!
