Bir basketbolcu, 0.6 kg kütleli topu yerden 2 metre yüksekliğe zıplatıyor. Daha sonra aynı topu 4 metre yüksekliğe zıplattığında, topun çekim potansiyel enerjisi nasıl değişir? (g = 10 m/s²)
A) 6 J'den 12 J'ye çıkarSevgili öğrenciler, bu soruda bir topun farklı yüksekliklerde sahip olduğu çekim potansiyel enerjilerini hesaplayarak, enerjideki değişimi bulacağız. Fizikte enerji kavramı, cisimlerin hareket etme veya iş yapabilme yeteneğini ifade eder. Çekim potansiyel enerjisi ise bir cismin yerçekimi alanı içinde bulunduğu konumdan dolayı sahip olduğu enerjidir. Haydi adım adım bu soruyu çözelim!
Bir cismin çekim potansiyel enerjisi ($E_p$), cismin kütlesi ($m$), yerçekimi ivmesi ($g$) ve yerden yüksekliğinin ($h$) çarpımı ile bulunur. Formülümüz şöyledir:
$E_p = m \cdot g \cdot h$
Soruda bize verilen değerleri listeleyelim:
Topun kütlesi ($m$) = $0.6$ kg
Yerçekimi ivmesi ($g$) = $10$ m/s²
İlk yükseklik ($h_1$) = $2$ metre
İkinci yükseklik ($h_2$) = $4$ metre
Top yerden $2$ metre yüksekliğe zıpladığında sahip olduğu potansiyel enerji ($E_{p1}$):
$E_{p1} = m \cdot g \cdot h_1$
$E_{p1} = 0.6 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2 \cdot 2 \text{ m}$
$E_{p1} = 6 \text{ J}$
Demek ki top ilk durumda $6$ Joule potansiyel enerjiye sahipmiş.
Top yerden $4$ metre yüksekliğe zıpladığında sahip olduğu potansiyel enerji ($E_{p2}$):
$E_{p2} = m \cdot g \cdot h_2$
$E_{p2} = 0.6 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2 \cdot 4 \text{ m}$
$E_{p2} = 24 \text{ J}$
Top ikinci durumda $24$ Joule potansiyel enerjiye sahip oldu.
Topun potansiyel enerjisi ilk durumda $6$ J iken, ikinci durumda $24$ J olmuştur. Yani enerji $6$ J'den $24$ J'ye çıkmıştır.
Bu sonuç, seçeneklerdeki B şıkkı ile uyumludur.
Cevap B seçeneğidir.
