7. Sınıf Fen Bilimleri Kuvvet İş Ve Enerji İlişkisi konu anlatımı

Kuvvet, herhangi bir cisim üzerinde uygulanan hareketlenme; iş, uygulanan kuvvetin belirli bir yönde hareket ettirilmesi ve son olarak da enerji, işin yapılabilme yeteneğidir.

 Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi Nedir?

 Bir cisme veya maddeye uygulanan kuvvet aralığı ve hareket ettirme derecesi iş unsurunu belirlemektedir. Bu yüzden herhangi bir cismin var olan enerji aktarımı, kuvvet yardımıyla başka bir cisme aktarım gösterdiğinde iş olarak tanımlanır. Cisimler arası enerji aktarımını sağlayan iş, enerji aktarımı için kuvvet uyguladığı cismin enerjisini azaltırken, aynı doğrultuda enerjiyi aktardığı cismin enerji değerini daha da arttırır. Ancak belirlenen bir cisme her uygulanan kuvvet, iş yapmaz. Bu durumu da belirleyen bazı hususlar vardır.

 Öncelikle bir cismin iş yapabilmesi için kuvvet yönü doğrultusunda ilerlemesi gerekmektedir. Fiziksel bir iş yapabilmek adına bu önemli bir kuraldır. Fakat uygulanan enerjinin, dik olarak bir kuvvet etkisi yaratması fiziksel bir iş olarak sayılmamaktadır. Bu duruma örnek verecek olursak; bir duvarın fiziksel iş kuvvetiyle ittirildiğini ancak uygulanan kuvvete rağmen hareket ettirilmediği görülür. Bunun haricinde bir kişinin sırtında taşıdığı yükte, iş eylemi olarak tanımlanmamaktadır.

 Bu yüzden yapılan farklı durumlardaki fiziksel işler, ilkin uyguladığı kuvvete rağmen hareket ettirilmemesi, ikinci olayda ise uygulanan kuvvetin dik düşmesi sonucu sonuçlanmaktadır. Herhangi bir kapıyı açmak için uygulanan kuvvet ise kapı yapısını farklı yönlere doğru hareket ettirdiğinden iş olarak sayılmaktadır. Bu durumda işin yapılabilmesi adına; belirlenen bir cisme kuvvet uygulanmalı, bu sayede cisim kuvvetle yol almalı ve cismin hareket yönü, kuvvet yönüyle aynı orantı da olmalıdır.

 Enerji unsuru ise yapılan iş yeteneğidir. Bu yüzden bir işin yapılabilmesi için enerjiye ihtiyaç duyulur. Yapılan fiziksel bir işin sonucunda cismin her hareket edilişi, enerji miktarını değiştirir. Bundan dolayı her iş yapıldığında enerji, her enerji harcandığında ise iş yapılmaktadır. Birimi Joule (J) olarak gösterilen enerjinin bir çok çeşidi bulunmaktadır. Elektrik, nükleer, kimyasal, kinetik, potansiyel, rüzgar, ısı ve ışık gibi birden fazla enerji türü mevcuttur. Günümüz kazanımlarından örnek vermek gerekirse, enerji kaynağının tümü güneş sayesinde alınmaktadır. Bunun haricinde canlılar beslenme ihtiyaçlarını kimyasal enerji yoluyla karşılamakta, barınma yerlerindeki sıcaklığı arttırmak içinde ısı enerjisi kullanmaktadırlar

1. Kinetik (Hareket) Enerjisi

 Hareket halinde olan cisim veya maddelerin sahip olduğu enerji türüdür. Hareket enerjisi olarak da adlandırılan kinetik enerji, kütle ve sürat enerjileriyle doğru orantılıdır. Bu yüzden bir aracın süratinin artması aynı orantı da olduğundan, kinetik enerjisini de artırmaktadır. Örneğin; gökyüzünde uçan bir kuşun, belirli bir süratte aşağıdan yukarıya doğru akan şelalenin, koşan bir insanın ve daha bir çok canlının kinetik enerjisi bulunmaktadır.

2. Potansiyel (Durum) Enerjisi

 Herhangi bir cismin durumdan kazandığı enerji, potansiyel enerji olarak ifade edilmektedir. Cisimlerin içlerinde bulunan bu enerji türünün; çekim potansiyel enerji ve esneklik potansiyel enerji olmak üzere iki ayrı çeşidi bulunmaktadır.

 Çekim potansiyel enerjisi; bir cismin bulunduğu konuma, yüksekliğe göre şekillenmektedir. Bu yüzden bir cismin yerden yüksekliği ve ağırlığının artması çekim potansiyel enerjisini de arttırmaktadır. Rafa dizilen kitaplar, merdivenden yukarıya doğru çıkan bir canlı bu duruma örnek verilebilir.

 Esneklik potansiyel enerjisiyse; esnek yapılı cisimlerin içlerinde bulundurduğu enerjiyi yansıtmaktadır. Bir cisimde meydana gelen gerilme ve sıkışma hususuyla enerji depolanır. Bu sayede esnek herhangi bir maddenin gerilme ve kalınlık miktarı oranıyla, enerji akışını belirlenmektedir.