Merhaba sevgili 7. sınıf öğrencileri,

Bu ders notu, "Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi" ünitesindeki temel kavramları pekiştirmeniz ve testlerde başarılı olmanız için özel olarak hazırlandı. Karşınıza çıkabilecek soruların mantığını anlamak ve doğru çözümlere ulaşmak için bu notları dikkatlice okuyun ve önemli gördüğünüz yerleri tekrar edin. Unutmayın, düzenli tekrar ve bol soru çözümü başarının anahtarıdır!

Fiziksel Anlamda İş Nedir?

Günlük hayatta "iş yapmak" kelimesini birçok farklı anlamda kullanırız. Ancak fizikte işin çok net ve belirli koşulları vardır:

• Bir cisme kuvvet uygulanmalıdır.
• Uygulanan kuvvetin etkisiyle cisim yer değiştirmelidir.
• Uygulanan kuvvet ile cismin yer değiştirme yönü aynı doğrultuda olmalıdır.

Bu üç koşuldan biri bile gerçekleşmezse, fiziksel anlamda iş yapılmamış sayılır.

Örnekler:

• Duvarı itmek: Kuvvet var ama yer değiştirme yok, iş yok.
• Elinde çanta ile düz yolda yürümek: Kuvvet (çantayı yukarıda tutmak için) yukarı doğru, yer değiştirme yatay, yönler farklı, iş yok.
• Bir cismi yukarı kaldırmak: Kuvvet yukarı, yer değiştirme yukarı, iş var.
• Bir cismi yatayda çekmek: Kuvvet yatay, yer değiştirme yatay, iş var.

⚠️ Dikkat: Fiziksel anlamda iş, kuvvetin büyüklüğü ile yer değiştirme miktarının çarpımıyla bulunur. Yani, daha büyük kuvvetle veya daha uzun mesafede yapılan iş daha fazladır.

Enerji Nedir?

Enerji, iş yapabilme yeteneğidir. Bir cisim iş yapabiliyorsa enerjiye sahiptir. Enerji farklı şekillerde bulunabilir ve birbirine dönüşebilir.

Kinetik Enerji

Cisimlerin hareketinden dolayı sahip oldukları enerjiye kinetik enerji denir.

• Kinetik enerji, cismin kütlesine bağlıdır. Kütle arttıkça kinetik enerji artar.
• Kinetik enerji, cismin süratine (hızına) bağlıdır. Sürat arttıkça kinetik enerji çok daha fazla artar (süratin karesiyle orantılıdır).

💡 İpucu: Aynı kinetik enerjiye sahip iki cisimden sürati az olanın kütlesi daha fazla, sürati fazla olanın kütlesi daha az olmalıdır.

Çekim Potansiyel Enerji

Cisimlerin yerden yüksekliğinden dolayı sahip oldukları enerjiye çekim potansiyel enerji denir.

• Çekim potansiyel enerji, cismin kütlesine bağlıdır. Kütle arttıkça çekim potansiyel enerji artar.
• Çekim potansiyel enerji, cismin yerden yüksekliğine bağlıdır. Yükseklik arttıkça çekim potansiyel enerji artar.

⚠️ Dikkat: Çekim potansiyel enerji hesaplamalarında referans noktası önemlidir. Genellikle yer (zemin) referans noktası olarak alınır ve bu noktada potansiyel enerji sıfır kabul edilir.

Esneklik Potansiyel Enerji

Yay, lastik gibi esnek cisimlerin sıkıştırılması veya gerilmesi sonucunda depoladıkları enerjiye esneklik potansiyel enerji denir.

• Esneklik potansiyel enerji, esnek cismin sıkışma veya gerilme miktarına bağlıdır. Sıkışma/gerilme miktarı arttıkça depolanan enerji artar.

💡 İpucu: Bir yayı ne kadar çok sıkıştırır veya gererseniz, o yayda o kadar çok enerji depolanır ve bu enerjiyle o kadar çok iş yapabilir.

Enerji Dönüşümleri ve Korunumu

Enerji yoktan var edilemez, vardan yok edilemez; sadece bir türden başka bir türe dönüşebilir. Bu duruma enerjinin korunumu denir.

• Yüksekten bırakılan bir cisim: Başlangıçta yüksekliği nedeniyle çekim potansiyel enerjisi vardır. Aşağı doğru düşerken yüksekliği azalır (potansiyel enerji azalır), sürati artar (kinetik enerji artar). Potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür.
• Yayı sıkıştırmak/germek: Uyguladığımız kuvvetle iş yaparak yaya esneklik potansiyel enerji kazandırırız. Yay serbest bırakıldığında bu enerji kinetik enerjiye dönüşerek cismi hareket ettirebilir.
• Sürtünme: Sürtünme kuvveti varsa, mekanik enerjinin (kinetik + potansiyel) bir kısmı ısı enerjisine dönüşerek kaybolur. Bu durumda mekanik enerji korunmaz, ancak toplam enerji (mekanik + ısı) korunur.

⚠️ Dikkat: Sürtünmesiz ortamlarda, bir cismin kinetik enerjisi ile potansiyel enerjisinin toplamı (mekanik enerji) her zaman sabittir. Yani, potansiyel enerji ne kadar azalırsa, kinetik enerji o kadar artar.

İş ve Enerji İlişkisi

Yapılan iş, cismin enerjisinde bir değişime neden olur. Bir cisme iş yapıldığında, cismin enerjisi artar veya azalır.

• Bir cismi yukarı kaldırmak için yer çekimine karşı iş yaparız ve cismin çekim potansiyel enerjisini artırırız.
• Bir cismi hızlandırmak için iş yaparız ve cismin kinetik enerjisini artırırız.
• Bir yayı sıkıştırmak için iş yaparız ve yayın esneklik potansiyel enerjisini artırırız.

💡 İpucu: Bir cismin hem kinetik hem de çekim potansiyel enerjisi olabilmesi için, hem hareket halinde olması hem de yerden belli bir yükseklikte bulunması gerekir (örneğin uçan bir uçak, düşen bir paraşütçü).

Bu ders notları, "Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi" ünitesindeki temel kavramları anlamanıza yardımcı olacaktır. Konuları tekrar ederken ve soru çözerken bu bilgileri aklınızda tutun. Başarılar dilerim!