Korunumlu Kuvvetin Yaptığı Iş

korunumlu kuvvetin yaptığı iş

Mekanik Enerji ve Korunumlu / Korunumsuz Kuvvetler

Mekanik enerji, kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamı biçiminde yazılır.

Mekanik enerji yardımıyla korunumu kuvvet kavramı tanımlanabilir.

Korunumlu kuvvet, kinetik ve potansiyel enerjilerin birbirine dönüşmesine izin veren kuvvet olarak tanımlanır. Başka bir deyişle Mekanik enerjinin zaman içinde korunduğu (kendisini oluşturan iki enerjinin toplamının sabit kaldığı fakat kendi içlerinde birbirlerine dönüştüğü) sistemlerdir. Örnek olarak gravitasyonel (çekimsel) kuvvet gösterilebilir.

Korunumlu olan kuvvetler herhangi bir potansiyelin gradyanı şeklinde yazılabilir. Başka bir deyişle kuvvetin rotasyoneli 0’dır yani zamandan bağımsızdır.

Korunumlu kuvvetin yaptığı iş için aşağıdaki özellikler sayılabilir.

-Yapılan iş başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki potansiyel enerji değerlerinin farkına eşittir.

-Tersinir bir olaydır.

-Değeri izlenilen yola değil de başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki farka bağlıdır. Bu durumda başlangıç noktası ve bitiş noktası aynı ise yapılan iş 0’dır.

Korunumsuz kuvvet ise; Korunumsuz olan kuvvetler herhangi bir potansiyelin gradyanı şeklinde yazılamadığı ve mekanik enerjinin korunmadığı durumda ortaya çıkar. Örnek olarak akışkan direnci, sürtünme kuvveti gösterilebilir.

Enerji, Kinetik, Korunumlu Kuvvet, Korunumsuz Kuvvet, Mekanik, Mekanik Enerji, Potansiyel, Tersinir

İSTEMBİL

Korunumlu ve Korunumsuz Kuvvetler

Bir önceki bölümde bir kuvvet tarafından yapılan işten ve iş-enerji prensibinden bahsetmiştik. Bu bölümde ise üzerine koyarak bir sistem için potansiyel enerjiyi nasıl tanımlayacağımızdan, bir sistemin mekanik enerjisinden ve ne durumlarda korunduğundan bahsedeceğiz. Ardından daha genel olarak enerji ve korunumuna bakacağız.

İlk önce potansiyel enerjiyi tanımlayacağımızı söyledik. Bir sistem için potansiyel enerji, sistemi oluşturan parçaların birbirleri ile etkileştiği kuvvetler ile ilişkilidir. Bundan dolayı potansiyel enerji, sistemi oluşturan parçaların birbirlerine göre nasıl dağıldığına bağlıdır. Ancak her kuvvet için potansiyel enerji tanımlayamayacağız. Yalnızca korunumlu kuvvetler olarak adlandıracağımız özel kuvvetler için potansiyel enerji tanımlayabileceğiz. Bu yüzden burada kuvvetleri iki gruba sınıflandıracağız; korunumlu ve korunumsuz kuvvetler.

Korunumlu Kuvvetler

Korunumlu ve korunumsuz kuvvetlerin tanımı bu kuvvetlerin yaptığı iş ile ilgilidir.

Eğer bir kuvvetin bir cisim bir noktadan başka bir noktaya giderken cisim üzerinne yaptığı iş, yalnızca ilk ve son konuma bağlı ve gidilen yoldan bağımsız ise, bu kuvvet korunumlu bir kuvvettir.

Şekil 'de gösterilen $A$ noktasından $B$ noktasına giden cismi düşünelim. Cismin bunu yapabilmesi için izleyebileceği sonsuz sayıda olası yol vardır. Şekilde yalnızca üçü gösterilmiştir. Eğer bu cisme bir korunumlu kuvvet etki ediyor ise, bu korunumlu kuvvetin yaptığı iş, cisim ister $\mathrm{I.}$, ister $\mathrm{II.}$, isterse $\mathrm{III.}$ isterse başka bir yolu izlesin, hep aynı olacaktır. Yani korumlu bir kuvvet için;

$$W_{\mathrm{I}} = W_{\mathrm{II}} = W_{\mathrm{III}}$$

olacaktır.

Korunumsuz Kuvvetler

Korunumlu kuvvetin tanımından, korunumsuz kuvveti nasıl tanımladığımızı az çok tahmin etmişsinizdir;

Eğer bir kuvvetin bir cisim üzerine yaptığı iş, yola bağlı ise bu kuvvet korunumsuz bir kuvvetdir.

Şekil 'de örnek üzerinden gidecek olursaki korunumsuz bir kuvvetin cisim $A$'dan $B$'ye giderken yapacağı iş farklı yollar için farklı olacaktır. Yani

$$W_{\mathrm{I}} \ne W_{\mathrm{II}} \ne W_{\mathrm{III}}$$

Tablo 'de korunumlu ve korunumsuz kuvvetlere örnekler verilmiştir.

Korunumlu Kuvvetler	Korunumsuz Kuvvetler
Yerçekimi Kuvveti	Sürtünme Kuvveti
Yay Kuvveti	Gerilme Kuvveti
Elektrik Kuvveti	Hava Direnci
Herhangi bir kişinin uyguladığı kuvvet

If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *seafoodplus.info ve *seafoodplus.info adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.

Korunumlu kuvvet, kuvvetin bir nesne üzerine uyguladığı işin nesnenin yolundan bağımsız olduğu zaman gerçekleşir. Korunumlu kuvvet nesnenin yoluna bağlı olmak yerine yalnızca hareketin son noktalarına baplıdır. Korunumlu kuvvete bir örnek de yerçseafoodplus.infoal video David SantoPietro tarafından hazırlanmıştır.

Video açıklaması

Korunumlu kuvvet nedir? Korunumlu kuvvetler, yapılan işin sadece ve sadece cismin ilk ve son pozisyonuna bağlı olduğu durumlardaki kuvvetlerdir. Başka bir deyişle,korunumlu bir kuvvetin yaptığı iş, kütlenin izlediği yoldan bağımsızdır. Eğer, bir kuvvet, bu kurala uygun bir davranış sergiliyorsa, o kuvvete, korunumlu kuvvet deriz. Örneğin, 5 kilogramlık bir cisme etkiyen yer çekimi kuvveti, 49 newtondur. Aynı cisim, aşağı doğru 6 metre indirilirse, yerçekimi kuvvetinin yaptığı iş, joule olur. Baştan başlayalım. Cisim, önce 6 metre aşağı indiriliyor. Sonra, 6 metre yukarı çıkarılıyor ve sonra yine 6 metre aşağı indiriliyor. Cisim ilk defa aşağı indirildiğinde, yerçekimi kuvvetinin yaptığı iş, jouledü. Cisim yukarı çıkarılırken, yerçekimi kuvvetinin yönü, cismin hareket yönünün tersine olduğu için, yerçekimi kuvvetinin yaptığı iş, eksi joule olur. Ve cisim son kez aşağı indirildiğinde, yerçekimi kuvveti, yine joulelük bir iş yapar. Bu durumda, yerçekimi kuvvetinin yaptığı toplam iş, joule olur. Aynı, cismin sadece 1 kez aşağı indirildiğinde yapılan iş gibi! Kısacası, söylemeye çalıştığum şey şu: yerçekimi kuvvetinin yaptığı iş, cismin izlediği yoldan bağımsızdır. Yani, yerçekimi kuvvetinin yaptığı iş, sadece ve sadece, cismin ilk ve son konumuna bağlı. Aslına bakarsanız, cismi ilk konumundan son konumuna getirmek için, istediğiniz yolu izleyin, yerçekimi kuvvetinin yaptığı iş her zaman joule olur. Yerçekimi kuvvetinin yaptığı iş, cismin izlediği yoldan bağımsız olduğu için, yerçekimi kuvveti, korunumlu bir kuvvettir. Korunumlu bir kuvvet. Korunumlu kuvvetlere. bir yayın gerilme kuvvetini de örnek olarak verebiliriz. Bir yayın yaptığı toplam iş, kütlenin ya da cismin izlediği yola değil, sadece ve sadece, cismin ilk ve son konumuna bağlıdır. Bu kuvvetlere, korunumlu kuvvetler denmesinin sebebi, mekanik enerjiyi korumalarıdır. Buna karşılık olarak, korunumsuz kuvvetler de, mekanik enerjiyi korumazlar. Mekanik enerji, kinetik enerji ile potansiyel enerjinin toplamıdır. Şimdi, korunumsuz bir kuvvet olarak, sürtünme kuvvetini ele alalım. Bir kütleyi, bir masanın üzerinde, A noktasından B noktasına götürdüğümde, sürtünme kuvvetinin yaptığı iş, negatiftir ve bunun sonucunda, ortaya ısı ya da ısı enerjisi çıkar. Aynı kütleyi, sadece A’dan B’ye götürmek yerine, A’dan B’ye, B’den A’ya, sonra yine A’dan B’ye götürürsem, sürtünme kuvvetinin yaptığı iş, iyice artar ve ortaya çıkan ısı enerjisi de daha büyük olur. Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş, kütlenin izlediği yola bağlı olduğu için, sürtünme kuvveti, korunumlu bir kuvvet değildir. Aynı şekilde, hava rezistansı da hava direnci de korunumlu bir kuvvet değildir ve bu kuvvetin yaptığı iş de, kütlenin izlediği yola bağlıdır. Eğer bir kuvvet korunumlu ise, o kuvvet için, potansiyel enerji tanımlayabilirsiniz. Yerçekimi ya da yayın gerilme kuvvetinin, potansiyel enerjiye sahip olmalarının sebebi de budur. Bunun tam tersine, korunumsuz kuvvetlerin, potansiyel enerjisi yoktur. Bir cismi yerden havaya kaldırıp, yerçekimi kuvvetine karşı bir iş yaptığınızda, cismi yere bırakarak, aynı enerjiyi geri alabilirsiniz. Çünkü cisim yere düşerken, potansiyel enerji, kinetik enerjiye dönüşür. Benzer şekilde, bir yayı sıkıştırarak, yayın gerilme gücüne karşı bir iş yaptığınızda da, Yayı bırakarak, başka bir deyişle, potansiyel enerjinin yine kinetik enerjiye dönüşmesine izin vererek, enerjiyi geri kazanırsınız. Ama sürtünme kuvvetine karşı bir iş yaparsanız, bu enerjiyi olduğu gibi geri kazanmanız ne yazık ki mümkün değildir. Enerji, ısı enerjisine dönüşür, cismin içine ve yüzeye yayılır.

nest...

34442 34443 34444 34445 34446