• Kategori yok
  • İş, Güç, Enerji, Verim

    Yerçekimine Karşı Yapılan İş

    Bir cisim, düşey doğrultuda F kuvvetinin etkisi ile h kadar yükseltiliyor. Kuvvet cisme kendi doğrultusunda yer değiştirdiği için iş yapmıştır....

    Amontons Deneyi (Sürtünme Kuvveti)

    Amontons sürtünmeyi izah edebilmek için eğik düzlem üzerinde bir deney yapmıştır. şekildeki eğik düzlemi kurarak, eğik düzlemin eğim açısını değiştirmiştir. Cismi...

    Sürtünme Kuvvetinin Olumlu ve Olumsuz Yönleri

    Sürtünme Kuvvetinin Olumlu Yönleri İnsan ve hayvanların yürümesini sağlar. Taşıtların hareketini sağlar. Yağmur ve dolu tanelerinin yavaş düşmesini sağlar. Taşıtların...

    Sürtünme Kuvveti, Sürtünme Kuvvetinin yaptığı iş ve Sürtünmeye Harcanan Enerji

    Sürtünme kuvveti duran ya da hareket eden cisimler ile bu cisimlerin temas ettikleri yüzeyler arasında oluşur. Sürtünme kuvveti daima cismin hareket...

    Enerji ve Güç Nedir?

    Enerji: Enerji iş yapabilme yeteneğidir. Hareket eden bir otobüs, yükselmekte olan bir uçak, dönen bir rüzgar tribünü, sıkıştırılmış bir yay...

    İş Nedir?

    İş Nedir? Günlük yaşamda çalışma ile ilgili bize düşen rolü yerine ge- tirdiğimizde iş yapmış sayılırız. Yapılan etkinlikler çoğu za-...

    Enerji Kaynakları Konu Anlatımı

    Petrolün zamanla azalmakta olması ve bitebileceğinin tahmin edilmesi bilim adamlarının farklı enerji kaynaklarını araştırmalarına neden olmuştur. Birçok ülke bu çalışmalar için...

    İş, Güç ve Enerji Konu Anlatımı Çözümlü Sorular

    İş ve Güç Konu Anlatımı İsabet Akademi Enerji Konu Anlatımı İsabet Akademi İç Enerji Değişimi Konu Anlatımı İsabet Akademi Enerji...

    Statik ve Kinetik Sürtünme Kuvveti

    Amonton’un klasik sürtünme kanunu bir yüzey üzerinde kayan bir nesnenin harekete karşı direncinin uygulanan dış normal kuvvete orantılı olduğunu belirtmektedir. 1699 yılında...

    Enerji Kaynakları

    İnsanın yaşamını devam ettirebilmesi için sürekli enerjiye ihtiyaç duyar. Bu nedenle insanoğlu enerji elde edebilmek için sürekli bir kaynak arayışı...

    Verim Konu Anlatımı ve Soruları

    Günlük hayatımızda bir işi yaptığımızda harcadığımız enerji ile üzerinde iş yapılan nesnenin sahip olduğu enerjinin farklı olduğunu gözleriz. Bunun en...

    Enerji Dönüşümleri ve Enerjinin Korunumu

    Enerji Dönüşümleri ve Enerji Korunumu Hocalara Geldik Fizik Konu Anlatımı Video Enerji Dönüşümleri ve Enerji Korunumu Hocalara Geldik Soru Çözümleri...

    Sonraki Sayfa »

    İŞ (W)

    Fizikte teknik anlamda iş kısaca enerji değişimi demektir. Bunun için de kuvvet ve kuvvet doğrultusunda yer değiştirme gerekir. İşin simgesi “W”, birimi ise “joule”dür.



    • İş skaler büyüklüktür

    • Gündelik hayatla kullandığımız iş kelimesi ile fizikteki iş bazen farklı sonuçlar verir.

    • Kuvvet ile yer değiştirme birbirine dik ise iş yapılmaz.



    • Cismin hızında ya da yüksekliğinde bir değişim olursa iş yapılmış olur.



    • Cisme uygulanan kuvvetin yer değiştirmeye bağlı grafiği yapılan işi yani enerji değişimini verir.

    • Cisme hareket yönünde uygulanan kuvvetler pozitif iş yapar.



    • Cisme hareket yönünün tersi yönünde uygulanan kuvvetler negatif iş yapar.



    ENERJİ (E)

    Günlük hayatta çok sık kullandığımız kavramlardan birisi de enerjidir. Enerji kavramı; yanan bir lamba için elektrik enerjisi, kaynamakta olan su için ısı enerjisi, hareket eden bir araç için kinetik enerji olarak karşımıza çıkar.

    Yaşamsal faaliyetlerimizi sürdürmek için de enerji harcarız. Koşarken, düşünürken, çalışırken, vs. gerekli olan enerjiyi besinlerden sağlarız. Fizikte enerji, iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanır.

    GÜÇ (P)

    Makineler aynı işi yaparken ne kadar sürede yaptığı önemlidir.



    Yukarıda ŞekiI-I’de küçük su pompası l. havuzdaki suyu ll. havuza boşaltıyor. Şekil-II’de ise daha büyük bir su pompası I. havuzdaki suyu II. havuza boşaltıyor.

    Sürtünmelerin ihmal edildiği ortamda pompaların harcadığı enerjiler (yapılan iş) aynıdır. Çünkü havuzdaki suyun potansiyel enerji değişimi aynıdır. Büyük su pompası daha kısa sürede daha hızlı havuzu doldurduğu için gücü daha fazladır.

    Makineler aynı işi yaparken daha kısa sürede yapan daha hızlıdır diyebiliriz. Bir makine işi ne kadar hızlı yaparsa gücü de kadar fazladır. İşin yapılma hızı gücü belirler. Güç, birim zamanda yapılan iştir.



    MEKANİK ENERJİ

    Cismin sahip olduğu kinetik ve potansiyel enerjinin toplamı mekanik enerjidir.



    Kinetlk Enerji:

    Bir cismin hızından dolayı sahip olduğu enerji kinetik enerjidir. Hareket eden cisimlerin kinetik enerjileri vardır.



    Potansiyel Enerji:



    Cismin konumundan dolayı sahip olduğu enerji türüne potansiyel enerji denir. Duvardaki tablo, ağaçtaki elma, halter kaldıran sporcu, uçan helikopter yüksekliğinden dolayı potansiyel enerjiye sahiptir.

    Yerçekimi Potansiyel Enerjisi:

    Yerden belli bir yükseklikte cismin konumundan dolayı sahip olduğu enerji yerçekimi potansiyel enerjisidir.



     





    Esneklik Potansiyel Enerji:

    Kuvvet uygulandığında cismin şekli değişiyorsa ve kuvvet ortadan kaldırıldığında cisim tekrar eski haline dönüyorsa esnek cisimdir.



    Yay Sabiti:

    Yayın kuvvet sabiti, uzunluk başına kuvvettir. Yayın sertliğinin ölçüsüdür. Her yay için yay sabiti farklıdır. Yaya kuvvet uygulandığında denge durumundan uzaklaşır, normal uzunluğuna geri dönmek ister. Yayın geri dönmesini sağlayan kuvvet geri çağırıcı kuvvettir. Geri çağırıcı kuvvet uygulanan kuvvete zıt yönde ve yönü denge konumuna doğrudur.



    Yatay Düzlemde İş – Kinetik Enerji İlişkisi

    Doğrusal bir yolda önceki araç ile arkadaki araç halat ile birbirine bağlanmıştır. Öndeki araç hareket etmeye başladığında arkadaki araca kuvvet uygular ve kuvvet doğrultusunda hareket ederler. Böylece kuvvet araca hız kazandırmış olur. Araçların kinetik enerjisi artar.



    Düşey Düzlemde Yapılan İş

    Düşey düzlemde yapılan iş üç farklı şekilde bulunur.



    ENERJİNİN KORUNUMU ve ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

    Enerjinin bir türden başka bir türe dönüşmesine enerji dönüşümü denir.



    Mekanik Enerjinin Korunumu

    Mekanik enerji bir sistemin hareket enerjisi ile potansiyel enerjisinin toplamıdır. Kinetik enerjinin azaldığı oranda potansiyel enerji artar. Tam tersi durum da söz konusudur. Potansiyel enerjinin arttığı yerde kinetik enerji azalır. Yani toplam mekanik enerji sabittir ve korunur.



    Sürtünmesiz Ortamda Enerji Korunumu:

    Yerden belli yükseklikte bulunan cisim serbest bırakıldığında yere doğru hareket edecektir.

    Sürtünmeli Ortamda Enerji Dönüşümü

    Birbiri ile temas eden, sürtünen bütün cisimler enerji kaybeder. Sürtünmenin olduğu sistemlerde cismin mekanik enerjisi azalırken azalan enerji ısı enerjisine dönüşür.

    CANLILARIN ENERJİ İHTİYAÇLARI

    Canlılar yaşamlarını devam ettirebilmek için enerjiye ihtiyaç duyarlar. Enerji miktarı yaşa, cinse ve bulunduğu ortama göre değişiklik gösterir. Herkes ihtiyacı kadar enerji almalıdır.

    Verim

    Günlük işlerimizde bir çok makine kullanırız. Makineler işi ya- parken enerji harcarlar. Makinelerin kullandığı enerjiye karşılık ürettiği enerji fizikte verim kavramı ile açıklanır. Üretilen işin kullanılan enerjiye oranı verim olarak tanımlanır. Bu oran makinenin belli bir işi yapmak için ne kadar enerji kullanacağını ya da belli bir enerjiyle ne kadar iş yapacağını hesaplamaya yarar. Günümüzde enerjinin daha verimli kullanılması için çalışmalar yapılmaktadır.

    Aydınlanmada kullanılan cihazlara baktığımızda led lambaların floresan lambalara göre %50 oranında, akkor lambalara göre ise %90 oranında tasarruflu olduğu bilinmektedir. 12 Wattlık floresan lamba ile aydınlatılan oda 5 wattlık led lamba ile aydınlatılabilir. Uzun ömürlü ve düşük enerji tüketimli led ampuller kullanılarak enerji harcamaları azaltılabilir. Günlük hayatta kullandığımız cihazlar iş yaparlarken enerji harcarlar. Harcanılan enerji ile iş yapılan cihazın enerjisinin farklı olması sürtünmeden kaynaklanmaktadır.

    Verimin yüksek olması harcanılan enerjinin makine tarafından elverişli işe dönüştürülmesidir. Verimin düşük olması enerjinin bir bölümünün kaybolduğunu, tam anlamıyla işe dönüşmediğini gösterir. Enerjinin tamamının işe çevrilmesi ancak sürtünmenin ortadan kalkmasıyla mümkündür. Ancak bu imkansızdır. Bununla birlikte sürtünme makinenin çalışabilmesi için de gereklidir.

    Enerji verimliliğinde amaç tüketilen enerji miktarının, üretimdeki miktar ve kaliteyi düşürmeden en aza indirilmesidir. Bunun için gaz, buhar, ısı, hava ve elektrikteki enerji kayıplarını önlemeli, çeşitli atıkların geri kazanımı ve değerlendirilmesi sağlanmalı, ileri teknoloji ile üretimi düşürmeden enerji talebini azaltmalı, daha verimli enerji kaynakları kullanarak enerji geri kazanımları gibi etkinliği artırıcı önlemler alınmalıdır.

    Enerji verimliliğinde en önemli faktör enerji tasarrufudur. Enerji tasarrufunda akla ilk gelenin boşa yanan lambaların söndürülmesi, muslukların boşa akıtılmaması gibi basit yöntemler olsa da enerji tasarrufu aslında enerji atıklarının değerlendirilmesi ve mevcut enerji kayıplarının önlenmesi yoluyla tüketilen enerji miktarının, kalite ve performansı düşürmeden en aza indirilmesidir. Enerji tasarrufu için doğrudan enerji tasarrufu sağlayan otomobil, ev ve iş yerlerimizde enerjiyi daha az tüke- ten teknolojiler kullanmalıyız. Ayrıca dolaylı enerji tasarrufuna da dikkat etmeliyiz. Mevcut eşyalarımız daha uzun süre kullanarak yeni malların üretimini azaltmak; enerji tüketimini en aza indirecek biçimde yerleşim yerlerini düzenlemek de önemlidir.

    ENERJİ KAYNAKLARI

    Dünyada her tür enerjinin kaynağı güneştir. Dünyadaki enerji kaynakları yenilenemez ve yenilenebilir diye ikiye ayrılır.

    Yenilenebilir Enerji Kaynakları:

    Yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji üretimi için, doğal süreçlerden yararlanılır. Bu kaynaklar tükenme hızından çok daha hızlı sürede kendini yeniler.

    Hızla kirlenen enerji sektörü ve çevre kirliliği ile ilgili yaşanan problemler arttıkça yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi artar. Gün geçtikçe yenilenebilir enerji kaynaklarını arttırmaya yönelik daha fazla çalışma yapılmaktadır.

    1. Güneş Enerjisi

    Bizden 150 milyon yıl uzakta olan ve dünyadaki yaşamın temel kaynağı güneş olup temiz, doğal ve yenilenebilir enerji kaynaklarındandır.

    • Güneşin yakıtı hidrojen olup nükleer füzyon reaksiyonuyla hidrojeni helyuma dönüştürerek enerji elde eder. Güneşin kütlesi çok büyük olduğu yaklaşık 13,5 milyar yıldır.
    • Güneş ışınları güneş panelleri aracılığıyla ısı ve elektriğe dönüştürülür.

    Fotovoltaik Güneş teknolojisi ile yarı iletken malzemeler güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirirler.

    2.Rüzgar Enerjisi

    Rüzgar enerjisinin asıl kaynağı güneş olup, güneş enerjisinin dolaylı biçimde kullanılmasıdır. Güneş enerjisi, denizleri ve karaları eşit oranda ısıtmadığından basınç farkı ile rüzgarı oluşturur. Rüzgar türbinleri sayesinde, rüzgarın kinetik enerjisi mekanik enerjiye ve sonra da elektrik enerjisine dönüşür. Rüzgar türbinlerinden elektrik elde edilmesi için rüzgarın elverişli seviyede esmesi gerekir.

    • Rüzgar santrallerinin kurulum maliyeti yüksektir.
    • Rüzgar santralleri bölgede çok fazla ise, o bölgede tv sinyallerini, cep telefonunu bozabilir.
    • Rüzgar enerji santralleri kuruldukları bölgede gürültüye sebep olur.

    3. Hidroelektrik Enerjisi

    Hidroelektrik enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde en çok kullanılan enerji kaynağıdır. Barajlarda su toplama alanlarına yüksekten akan suyun potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür ve türbinlerin dönmesini sağlar. Türbinlere bağlı jeneratörlerde mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Hidroelektrik enerjiden yararlanılarak elektrik üretilen santraller hidroelektrik enerji santralleridir.

    • HES çevre dostu, verimi yüksek, işletme gideri düşük enerji kaynaklarındandır.
    • Hidroelektrik santrallerinin dezavantajı ise baraj altında kalan yerlerde tarımsal gelir kaybı olabilir.

    4. Jeotermal Enerji

    • Jeotermal enerji, yerin merkezinde magmada basınç ve yüksek sıcaklığı bulunan kimyasallar içeren gazlar, sıcak su ve buhardan oluşan ısı enerjisidir.
    • Jeotermal enerji, tükenmez, ucuz ve çevre dostudur. Jeotermal enerji diğer enerji kaynaklarına göre daha ucuz ve daha verimlidir.
    • Jeotermal enerji elektrik enerjisi üretiminde, tarım ve endüstride kullanılabilir.
    • İçme suyu olarak kullanılır.
    • Termal turizmde kaplıcalarda kullanılır.

    5. Dalga Enerjisi

    • Dalga enerjisi; rüzgarın denizler ve okyanuslar gibi su kütlelerinin yüzeylerinde yaptığı salınım hareketi ya da su yüzeyinin altındaki dalgaların basıncından elde edilir.
    • Dalgalar enerji ihtiyaçlarına göre boyutlandırılır ve dalga boyutu büyüdükçe maliyet düşer.
    • Dalga enerjisi temiz, sınırsız, güçlü yenilenebilir enerji kaynağıdır.
    • Dalga enerji santralleri deniz üzerinde kurulduğu için tarım arazilerine zarar vermez
    • Dalgadan elde edilen enerji kullanımı yaygın hale geldiğinde ısınma amaçlı kullanılabilir ve hava kirliliği de azalacağından gelecek nesiller daha sağlıklı olacaktır.
    • Sporcular sörf yaparken dalgaların enerjisinden faydalanır.
    • Ülkemizde de dalga enerjisinden enerji elde etme çalışmaları son yıllarda önem kazanmıştır. Zonguldak’ta “Pilot Dalga Enerji Santrali” kurularak ve projelerle temiz ve yenilenebilir enerji kaynakları desteklenecektir.

    6. Biyokütle Enerjisi

    Biyokütle; canlı organizmalar ve bitkilerin kökeni olup, güneş enerjisini fotosentezle depolayan bitkisel organizmalardır.

    • Biyokütle enerjisi için kaynaklar: Mısır, Buğday gibi bitkiler, otlar, yosunlar, hayvan dışkıları, gübre ve sanayi atıklarıyla evlerden atılan meyve ve sebze atıkları (organik çöpler) dır.
    • Biyokütle enerjisinin kullanım alanları oldukça geniştir.
    • Isı ve elektrik üretiminde biyokütle enerjisi avantajlıdır.
    • Küresel ısınmaya ve asit yağmurlarına sebep olmayan biyokütle enerjisi yakıt, elektrik ve petrol ürünlerinin üretiminde kullanılır.
    • Biyoyakıt, diğer yakıt türlerine göre daha az masraflı ve çevre dostudur.

    7. Hidrojen Enerjisi

    Güneşin, evrenin temel enerji kaynağı hidrojen olup, enerji kaynakları içerisinde en yüksek verime sahiptir. Teknolojinin ilerlemesiyle temiz ve yenilenebilir enerji kaynağı olarak dünyanın enerji ihtiyacını karşılar. Hidrojen enerjisi, atmosferdeki saf hidrojenin oksijen ile birleşene sokulmasıyla oluşur.

    • Uzay mekiği roketlerinin yakıtında, zeplin ve bazı balonlarda
      kullanılır.
    • Otomobil İmalatçıları hidrojen ile çalışan otomobiller geliştirmişlerdir. Hidrojen, benzine göre %50 oranında daha verimli yakıttır ve daha az hava kirliliğine sebep olur.

    YENİLENEMEZ ENERJİ KAYNAKLARI

    Nükleer enerji ile fosil yakıtlardan oluşan yenilenemez enerji kaynaklarının kullanımı ile enerjiden alınan verim yüksektir. Yenilenemez enerji kaynaklarının kullanım oranı yüksek olduğundan hızla tükenmekte ve çevre kirliliğine sebep olmaktadır?

    1. Nükleer Enerji

    Nükleer enerji atom çekirdeğinde gerçekleşen reaksiyonlar sonucu elde edilir. Nükleer santrallerde nükleer reaksiyonların gerçekleştiği ısı enerjisinin elde edildiği yer reaktördür. Nükleer santral kurmak için yüksek oranda uranyum gerekir. Uranyumun parçalanması sonucunda enerji açığa çıkar. Nükleer santrallerde yüksek sıcaklıktaki buhar, elektrik jeneratörüne bağlı türbinlere verilerek jeneratörün elektrik enerjisi üretmesi sağlanır. Jeneratörlerde açığa çıkan elektrik ise iletim hatları ile kullanılacak yere taşınır. Günümüzde elektrik ihtiyacının %17’si Nükleer enerjiden karşılanmaktadır.

    Fosil Yakıtlar

    Yenilenemez enerji kaynaklarından fosil yakıtları; kömür, petrol ve doğal gaz oluşturur.

    Kömür

    Kömür; karbon, hidrojen, azot ve oksijenden oluşan fiziksel ve kimyasal olarak farklı yapıya sahip kayaç parçalardır. Bitkilerin ve organik maddelerin zamanla nemli ve bataklık alanlarda sıcaklık ve basıncın etkisiyle değişim geçirmesi sonucunda oluşur. Kömürün oluşum süreci için milyonlarca yıl geçmesi gerekir. Kömür; ısınma amacıyla kullanıldığı gibi, elektrik üretiminde ve sanayide de kullanılır.

    Petrol

    Ham madde olarak bulunan petrolün kullanım alanı dardır ve işlendikten sonra kullanım alanı artar. Petrol, rafinerilerde işlenerek petrol ürünleri elde edilir. Benzin, gazyağı, mazot, fuel oil, makine yağı, asfalt ve plastik petrol ürünleridir.

    Doğalgaz

    Doğalgaz, fosil yakıt türlerinden olup çeşitli hidrokarbonlardan oluşan havadan hafif, renksiz, kokusuz ve yanıcı bir gazdır. Doğalgaz kaynağından çıkarıldıktan sonra işlemden geçirilmeye gerek olmadan kullanılacağı alana doğalgaz boru hatları veya sıvılaştırılarak tankerlerle taşınır. Büyük oranda Rusya’dan ithal edilen doğalgaz ile elektrik üretimi sağlanır.