Sürtünmelerin ihmal edildiği bir ortamda, belirli bir yükseklikten serbest bırakılan bir cismin yere çarpana kadar geçen sürede toplam enerjisi için ne söylenebilir?
A) Sürekli artar.
B) Sürekli azalır.
C) Değişmez.
D) Önce artar, sonra azalır.
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu adım adım ve anlaşılır bir şekilde çözelim. Unutmayın, fizik sorularını çözerken temel prensipleri anlamak çok önemlidir.
Sorumuzda, sürtünmelerin olmadığı bir ortamda serbest bırakılan bir cismin yere düşene kadar toplam enerjisinin nasıl değiştiği soruluyor.
- Enerji Kavramı: Öncelikle enerjinin ne olduğunu hatırlayalım. Enerji, iş yapabilme yeteneğidir ve farklı türleri vardır. Bu soruda potansiyel enerji (yükseklikten kaynaklanan enerji) ve kinetik enerji (hareketten kaynaklanan enerji) önemli rol oynayacak.
- Potansiyel Enerji: Cisim yüksekteyken potansiyel enerjisi en fazladır. Potansiyel enerji, $PE = mgh$ formülü ile hesaplanır. Burada $m$ kütle, $g$ yerçekimi ivmesi ve $h$ yüksekliktir. Cisim yere doğru düşerken yüksekliği ($h$) azalır, dolayısıyla potansiyel enerjisi de azalır.
- Kinetik Enerji: Cisim serbest bırakıldığında başlangıçta hızı sıfırdır, yani kinetik enerjisi de sıfırdır. Ancak cisim aşağı doğru hızlandıkça kinetik enerjisi artar. Kinetik enerji, $KE = \frac{1}{2}mv^2$ formülü ile hesaplanır. Burada $m$ kütle ve $v$ hızdır.
- Toplam Enerji: Toplam enerji, potansiyel enerji ve kinetik enerjinin toplamıdır: $TE = PE + KE$. Sürtünmelerin olmadığı bir ortamda, enerji korunur. Yani, sistemdeki toplam enerji değişmez. Potansiyel enerji azalırken, kinetik enerji aynı miktarda artar ve toplam enerji sabit kalır.
Bu nedenle, sürtünmelerin ihmal edildiği bir ortamda serbest bırakılan bir cismin toplam enerjisi değişmez.
Cevap C seçeneğidir.
