7.2.4. Enerji Dönüşümleri
Önerilen Süre: 4 ders saati
Konu/Kavramlar: Enerjinin korunumu, sürtünmeyle kinetik enerji kaybı
7.2.4.1. Kinetik ve potansiyel enerji türlerinin birbirine dönüştüğünü örneklerle açıklar ve enerjinin korunduğu sonucunu çıkarır.
7.2.4.2. Sürtünme kuvvetinin kinetik enerji üzerindeki etkisini örneklerle açıklar.
a. Sürtünme kuvvetinin kinetik enerji üzerindeki etkisinin örneklendirilmesinde sürtünmeli yüzeyler, hava direnci ve su direnci dikkate alınır.
b. Sürtünen yüzeylerin ısındığı, basit bir deneyle gösterilerek kinetik enerji kaybının
ısı enerjisine dönüştüğü çıkarımı yapılır.
Potansiyel enerji ve kinetik enerji birbirinden bağımsız düşünülemez. Enerji, sürekli bir hâlden diğerine dönüşür. Enerji sürekli bir şekilden başka bir şekle dönüşür. Başlangıçtaki toplam enerji miktarı, dönüşümden sonraki toplam enerji miktarına eşittir. Enerjiyi yoktan var edemez, var olan enerjiyi yok edemezsiniz. Bu durum “Enerjinin Korunumu Yasası” olarak bilinir.
Kinetik enerji, potansiyel enerji, ısı enerjisi, ışık enerjisi, kimyasal enerji, elektrik enerjisi gibi pek çok enerji türleri vardır. Sürati olan cisim kinetik enerjiye, yüksekte duran cisim potansiyel enerjiye, sıkıştırılmış yay esneklik potansiyel enerjiye sahiptir. Bir cisim aynı anda birden fazla enerjiye de sahip olabilir.
Bu enerjiler çeşitli olaylarda birbirine dönüşmektedir.
Güneş, yeryüzündeki en büyük enerji kaynağıdır. Bitkiler, besin sentezlerken güneş ışınlarındaki enerjiyi kullanır. Sentezlenen besinlerin bir kısmı bitki tarafından kullanılır, diğer kısmı depo edilir. İnsanlar, bitkileri yediklerinde bitkide depolanmış besinleri vücutlarına almış olurlar. Sindirimle besinlerdeki kimyasal bağ enerjisi açığa çıkar. Besinlerden elde edilen enerjinin bir kısmı, nefes alma gibi yaşamsal faaliyetler için kullanılırken bir kısmı, hareket enerjisine dönüştürülür.
Potansiyel ve kinetik enerjinin birbirlerine dönüşebildiğini biliyoruz. Bu dönüşüm %100 verimle gerçekleşmez. Dönüşüm sırasında havanın, suyun ya da cismin bulunduğu yüzeyin, harekete karşı koyma davranışı yani sürtünme kuvveti oluşur. Sürtünme kuvveti, enerjinin bir kısmının ısı enerjisi şeklinde açığa çıkmasına neden olur.
Sürtünme kuvveti, güç kaybına yol açar, ısı üretir ve aşınmaya neden olur. Sürtünme kuvveti, aşınmaya neden olduğu için bazı durumlarda istenmeyen bir kuvvet olsa da pek çok durumda önemli ve gereklidir.
Havanın cisimlere uyguladığı sürtünme kuvvetine hava direnci, suyun cisimlere uyguladığı sürtünme kuvvetine su direnci adı verilir.
Hava ve deniz taşıtlarında da hava direncinin ve su direncisinin olumsuz etkilerini en aza indirmek için taşıtların ön kısımları “V” şeklinde tasarlanır.
