Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi: Kinetik Enerji ve Potansiyel Enerji
FB.7.2.4. Enerjiyi iş yapabilme yeteneği olarak tanımlayabilme ve kinetik ile potansiyel enerjiyi sınıflandırabilme · FB.7.2.5. Kinetik, çekim potansiyel ve esneklik potansiyel enerjisinin bağlı olduğu değişkenleri analiz edebilme
- Bir cismin iş yapabilme yeteneğine enerji denir; Uluslararası Birim Sistemi’nde iş ve enerjinin birimi Joule (J) olarak ifade edilir.
- Hareket hâlindeki cisimlerin sahip olduğu kinetik (hareket) enerjisi, cismin kütlesi (m) ve sürati (v) ile doğru orantılıdır.
- Yüksekteki cisimlerin çekim potansiyel enerjisi ağırlık (G) ve yükseklikle (h); esnek cisimlerin esneklik potansiyel enerjisi sıkışma miktarıyla doğru orantılıdır.
- Gökyüzünde uçan kuş veya uçak hem yerden yüksekte olduğu için çekim potansiyel enerjisine hem de hareket ettiği için kinetik enerjiye aynı anda sahiptir.
Kuvvet ve enerji kavramlarını açıklamalarıyla eşleştiriniz. Harfleri kutulara yazınız.
Görselde düz bir yolda ilerleyen K, L ve M araçlarının kütleleri ve süratleri verilmiştir. Buna göre araçların kinetik enerjileri arasındaki büyüklük ilişkisi aşağıdakilerden hangisidir?
- AK > L > M
- BM > L > K
- CL > M > K
- DM > K > L
Görseldeki eğik düzlem düzeneğinde aynı h yüksekliğinden bırakılan m ve 2m kütleli bilyelerin yatay zemindeki takozu sürükleme mesafeleri ölçülüyor. Bu deneyin bağımsız ve bağımlı değişkenini yazınız.
Doğru olan ifadelerin yanındaki D kutusunu, yanlış olanların yanındaki Y kutusunu işaretleyiniz.
| D | Y | |
| Aynı süratle koşan iki sporcudan kütlesi fazla olanın kinetik enerjisi daha büyüktür. | ✓ | |
| Kitaplığın üst rafında hareketsiz duran bir kitabın yalnız kinetik enerjisi vardır. | ✓ | |
| Özdeş iki saksıdan daha üst katta bulunanın yere göre çekim potansiyel enerjisi daha fazladır. | ✓ | |
| Oyun hamuru ve cam, kuvvet uygulandığında esneklik potansiyel enerjisi depolayan maddelerdir. | ✓ | |
| Gökyüzünde uçmakta olan bir yolcu uçağı hem kinetik hem de çekim potansiyel enerjisine sahiptir. | ✓ |
Boşlukları kutudaki uygun sözcüklerle doldurunuz.
- Bir cismin iş yapabilme yeteneğine enerji adı verilir.
- Hareket hâlindeki cisimlerin enerjisine kinetik enerji denir.
- Yüksekteki cisimler çekim potansiyel enerjisine sahiptir.
- Sıkıştırılan yayda esneklik potansiyel enerjisi depolanır.
Görseldeki deney düzeneğinde özdeş K ve L demir bilyeleri kum havuzuna h ve 2h yüksekliklerinden serbest bırakılıyor ve kumda açılan çukurların derinliği ölçülüyor. Bu deneyle ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
- ADeneyde bağımsız değişken bilyelerin bırakıldığı yüksekliktir.
- BL bilyesinin kumda açtığı çukurun derinliği K bilyesininkinden fazladır.
- CDeneyde ağırlığın çekim potansiyel enerjisine etkisi araştırılmaktadır.
- DBilyelerin kütlesi ve kumun cinsi kontrol edilen (sabit tutulan) değişkenlerdir.
Görseldeki dört durum kartında verilen varlıkların sahip olduğu enerji türünü ve temel dayanağını yazarak tabloyu tamamlayınız.
| Durum Kartı | Sahip Olduğu Enerji Türü | Enerjinin Temel Nedeni |
|---|---|---|
| 1. Kart (Rayda giden tren) | Kinetik enerji | Belirli bir süratle hareket etmesi |
| 2. Kart (Dalda duran elma) | Çekim potansiyel enerjisi | Yerden belirli bir yükseklikte bulunması |
| 3. Kart (Gerilmiş ok yayı) | Esneklik potansiyel enerjisi | Esnek cismin gerilerek şeklinin değişmesi |
| 4. Kart (Uçan helikopter) | Kinetik ve çekim potansiyeli | Hem yüksekte olması hem hareket etmesi |
Görseldeki raflarda bulunan K, L, M ve N kutularını yere göre çekim potansiyel enerjisi en küçük olandan en büyük olana doğru 1’den 4’e kadar numaralandırınız.
- 4N kutusu (3. rafta, 25 N ağırlığında)
- 1K kutusu (1. rafta, 10 N ağırlığında)
- 2L kutusu (2. rafta, 10 N ağırlığında)
- 3M kutusu (2. rafta, 25 N ağırlığında)
Görseldeki deney masasında kuvvet uygulanarak şekli değiştirilmiş dört nesne numaralanmıştır. Hangi numaralı nesnelerde esneklik potansiyel enerjisi depolanmıştır?
- A1 ve 3
- B1 ve 4
- C2 ve 3
- D2 ve 4
Görseldeki şemada 15 m yükseklikte uçan K kuşu ile aynı yükseklikteki dalda hareketsiz duran L kuşu gösterilmiştir. Kütlesi eşit olan bu iki kuşun çekim potansiyel ve kinetik enerjilerini karşılaştırınız.
Görselde aynı maddeden yapılmış K, L ve M çelik yaylarının tel kalınlıkları ve sıkıştırılma miktarları verilmiştir. Yaylarda depolanan esneklik potansiyel enerjileriyle ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenemez?
- AL yayında depolanan esneklik potansiyel enerjisi K yayındakinden fazladır.
- BK ve L yayları karşılaştırılarak sıkışma miktarının enerjiye etkisi incelenebilir.
- CM yayında depolanan esneklik potansiyel enerjisi üç yay arasında en büyüktür.
- DL ve M yayları karşılaştırıldığında ince yayın daha çok enerji depoladığı görülür.
İpuçlarına uyan kavramları yazınız. Numaralı kutulardaki harfler, kinetik enerjinin bağlı olduğu temel değişkenlerden birini verir.
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: SÜRAT
Görseldeki baraj şemasını inceleyiniz. Yüksekte biriktirilen suyun kapaklar açıldığında hızla akarak türbini döndürmesi sürecindeki enerji değişimini yazınız.
Yatay bir otoyolda sabit süratle ilerleyen bir kamyon, mola yerinde kasasındaki yükün 12’sini boşalttıktan sonra yine aynı sabit süratle yoluna devam ediyor. Kamyonun kinetik enerjisindeki değişim ve nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- ASürati değişmediği için kamyonun kinetik enerjisi sabit kalmıştır.
- BYük boşaltıldığında kamyon hafiflediği için kinetik enerjisi iki katına çıkmıştır.
- CSürati sabit kalıp toplam kütlesi azaldığı için kamyonun kinetik enerjisi azalmıştır.
- DYatay yolda hareket ettiği için kamyonun kinetik enerjisi başlangıçta da sıfırdır.