ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ (7.SINIF)

KİNETİK VE POTANSİYEL ENERJİNİN BİRBİRİNE DÖNÜŞÜMÜ
    Günlük hayatta enerji harcanır, azalır, biter, üretilir gibi kavramları kullanırız. Fakat bu doğru değildir. Çünkü enerji yoktan var edilemediği gibi var olan bir enerji de yok edilemez. Enerji türleri; hareket (kinetik) enerjisi, çekim potansiyel enerjisi ve esneklik potansiyel enerjisi şeklindedir.

    Doğada bu enerji türleri birbirine dönüşebilir. Örneğin daldaki elmanın çekim potansiyel enerjisi vardır. Daldaki elma koparak yere doğru düşerken çekim potansiyel enerjisi azalır ancak hareket enerjisi artar. Çünkü elmanın başlangıçtaki çekim potansiyel enerjisi hareket enerjisine dönüşür. Burada enerji yok olmadığı gibi yeni bir enerji de ortaya çıkmamıştır. Sadece bir enerji türü başka bir enerji türüne dönüşmüştür. Enerjinin tür değiştirmesine enerji dönüşümü adı verilir. Aşağıdaki görselde daldan düşen elmanın enerjisindeki dönüşümü görebilirsiniz.
    Günlük hayatta en sık karşılaştığımız enerji dönüşümleri kinetik (hareket) enerjinin, potansiyel enerjiye ve potansiyel enerjinin hareket enerjisine dönüşmesidir. Örneğin; yukarıdaki elmanın daldayken sahip olduğu potansiyel enerji, yere düşerken elmanın hızlanmasından dolayı kinetik enerjiye dönüşmüştür.

    Havada tutulan bir topun sahip olduğu potansiyel enerjinin top bırakıldığında kinetik enerjiye dönüşmesi ve barajlardaki suyun sahip olduğu potansiyel enerjinin kapaklar açıldığında kinetik enerjiye dönüşmesi potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşmesine örnektir.

    Havaya doğru atılan bir top kinetik enerjiye sahiptir. Top yükseldikçe hızı azalacağından kinetik enerjisi de azalır. Ancak yüksekliği arttığından potansiyel enerjisi artar. Top bir noktadan sonra geri döner bu kez sahip olduğu potansiyel enerjisi azalarak kinetik enerjiye dönüşür.

    Örneklerden de anlaşılacağı üzere enerji hiçbir zaman yok olmaz. Ancak enerji başka enerji türlerine dönüşür. Ayrıca enerji yoktan var edilemez. Dünyadaki tüm enerjinin kaynağı Güneş’tir. Bitkiler bu enerjiyi alır ve dönüştürür. Daha sonra diğer canlılar arasında aktarılır. Canlı öldüğünde kalıntılarla enerji tekrar doğaya döner. Enerjinin yok olmamasına enerjinin korunumu kanunu denir.

  • 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.
SÜRTÜNME KUVVETİNİN, KİNETİK ENERJİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ
    Hareket eden veya duran cisimlerin yüzeyleri arasında oluşan, bir yüzeyin diğer yüzey üzerindeki harekete karşı koymasına sürtünme denir. Sürtünme her iki yüzeydeki madde taneciklerinin birbirini çekmesi sonucu meydana gelir.
    Sürtünme kuvveti duran bir cismi, harekete başlatmaya yetecek kuvvete değerce eşit, aynı doğrultusunda zıt yönlü kuvvettir.
    Makineler çalışırken parçalarının birbirine temas eden yüzeyleri sürtünerek ısınır. Oluşan ısı enerjisi; makineler çalışırken sahip oldukları kinetik enerjisinin bir kısmının ısı enerjisine dönüşmesi ile meydana gelir. Kinetik enerjisi azalan makinenin hızı azalır, verimi düşer ve parçaların sürtünen yüzeyleri aşınır. Bunun önüne geçmek için sürtünme kuvveti azaltılır.

UYARI: Sürtünme ile kinetik enerji ısı, ses ve ışık enerjisine dönüşebilir.

Sürtünme kuvvetini azaltmak için;
  • Makine parçalarının yüzeyler arasında yağ ya da ince tozlar kullanılır.
  • Bir çok ağır araç ve gerecin altına tekerlek konarak hareketleri kolaylaştırır.
  • İki yüzey arasına küçük bilyeler konarak yapılan rulmanlarda sürtünme yüzeyler küçültülür, enerji kaybı önlenir.
Sürtünme kuvveti sadece makinelerin metal parçaları arasında meydana gelmez.
  • İnsan vücudunda da eklemlerde bulunan sıvılar sürtünmeyi azaltır. Böylece kemiklerin aşınması önlenmiş olur.
  • Uçak ve diğer hava taşıtları ve roketlerle hava molekülleri arasındaki sürtünme (hava direnci) ve 
  • Gemi, yat, deniz otobüsleri ile sıvı molekülleri arasındaki sürtünme (su direnci) de kinetik enerji kaybına neden olur. Bu kaybı önlemek için:

  • Aerodinamik biçim verilen araba, uçak, roket ve gemilerde akışkan sürtünmesi azaltılır.
  • Deniz otobüslerinde olduğu gibi hava yastıkları ile dokunan yüzeyler birbirinden ayrılarak da sürtünme azaltılabilir.
  • Hava direnci göçmen kuşların uzun mesafeler giderken daha çok enerji harcamasına neden olur. Bu nedenle göçmen kuşlar, göç sırasında "V" harfine benzer konumda uçarak hava direncinin olumsuz etkisini azaltır.

  • Suda yaşayan canlılar su direncine maruz kalırlar. Balıkların vücut yapıları su direncini en aza indirecek şekildedir. Deniz taşıtlarının da ön kısımları “V” harfi şeklinde tasarlanır. Bu sayede taşıtlar suyu yararak daha kolay hareket eder.


Bazı hallerde sürtünme kuvvetinin büyütülmesi gerekli olabilir.

  • Kışın buzlu yollarda taşıt araçlarının kaymasını engellemek için çivili lastik kullanmak ya da tekerleklere zincir takarak,
  • Dokunan yüzeyleri pürüzlü hale getirerek,
  • Cisimlerin ağırlıklarının arttırarak,
  • Kışlık ayakkabı ve botların tabanları pürüzlü hale getirilerek sürtünme kuvvetinin büyümesini sağlar.
Günlük hayatta sürtünme kuvvetinin faydaları;

  • Bir yere tutunmadan, güvenli bir şekilde ve kaymadan yürüyebilmemizi ayakkabı tabanımızla yer arasındaki sürtünme kuvvetine borçluyuz.
  • Sürtünme kuvveti sayesinde cisimler bıraktığımız yerde kalır.
  • Hava sürtünmesi paraşütle atlayan birinin güvenli bir şekilde yere inmesinde etkilidir.
  • Yüzeyleri birbirine bağlamak için kullandığımız vida etkileştiği yüzeylerle sürtünerek kolayca sökülmez.

Yorumlar

Yorum Gönder