Bir cisim belirli bir yükseklikten serbest bırakıldığında, yere doğru düşerken enerjisi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Potansiyel enerjisi artarken, kinetik enerjisi azalır.Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu çözerken enerji dönüşümlerini ve mekanik enerjinin korunumu ilkesini hatırlayacağız. Hazırsanız, adım adım ilerleyelim!
Potansiyel enerji, bir cismin konumundan dolayı sahip olduğu enerjidir. Yerden yüksekliği arttıkça potansiyel enerjisi de artar. Matematiksel olarak ifade edersek, potansiyel enerji ($PE$) şöyle hesaplanır: $PE = m \cdot g \cdot h$, burada $m$ kütle, $g$ yerçekimi ivmesi ve $h$ yüksekliktir.
Kinetik enerji, bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Hızı arttıkça kinetik enerjisi de artar. Matematiksel olarak ifade edersek, kinetik enerji ($KE$) şöyle hesaplanır: $KE = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2$, burada $m$ kütle ve $v$ hızdır.
Cisim serbest bırakıldığında, başlangıçta bir yüksekliği vardır ve dolayısıyla potansiyel enerjisi yüksektir. Ancak başlangıçta hızı sıfırdır, bu yüzden kinetik enerjisi sıfırdır. Cisim düşmeye başladıkça:
Mekanik enerji, potansiyel enerji ve kinetik enerjinin toplamıdır: $ME = PE + KE$. İdeal bir ortamda (sürtünme yoksa), mekanik enerji korunur, yani sabittir. Ancak, gerçek hayatta hava direnci gibi sürtünmeler olduğu için mekanik enerji bir miktar azalabilir (ısıya dönüşebilir).
Bu nedenle, doğru cevap B seçeneğidir.
