Bir çocuk, 20 newton ağırlığındaki çantasını sırtında okula götürüyor. Çantanın yere göre yüksekliği 1,5 metredir. Çantanın çekim potansiyel enerjisi kaç joule'dür?
A) 13,3Sevgili öğrenciler, bu soruda bir çantanın çekim potansiyel enerjisini hesaplamamız isteniyor. Potansiyel enerji, bir cismin konumu nedeniyle sahip olduğu enerjidir. Özellikle çekim potansiyel enerjisi, bir cismin yerçekimi alanı içindeki yüksekliğinden dolayı depoladığı enerjidir. Haydi adım adım bu soruyu çözelim!
Çekim potansiyel enerjisi ($E_p$), bir cismin kütlesi ($m$), yer çekimi ivmesi ($g$) ve yerden yüksekliği ($h$) ile doğru orantılıdır. Formülü genellikle $E_p = m \cdot g \cdot h$ şeklindedir.
Soruda bize şu bilgiler verilmiş:
Burada dikkat etmemiz gereken önemli bir nokta var: Ağırlık ($W$), zaten kütle ($m$) ile yer çekimi ivmesinin ($g$) çarpımına eşittir ($W = m \cdot g$). Bu durumda, potansiyel enerji formülünü $E_p = W \cdot h$ olarak da kullanabiliriz. Bu, bize ekstra bir hesaplama yapmaktan kurtarır!
Şimdi elimizdeki değerleri formülde yerine koyalım:
$E_p = W \cdot h$
$E_p = 20 \text{ N} \cdot 1,5 \text{ m}$
$E_p = 30 \text{ Joule}$
Unutmayalım ki enerjinin birimi Joule (J)'dir.
Yaptığımız hesaplama sonucunda çantanın çekim potansiyel enerjisini $30$ Joule olarak bulduk. Bu değer, seçenekler arasında B seçeneğinde yer almaktadır.
Cevap B seçeneğidir.
