Kinetik Enerji Nedir? Öteleme ve Dönme Kinetik Enerji

Hareketli cisimler iş yapabilme yeteneğine sahiptirler yani bu cisimlerin enerjileri vardır. Bu hareketinden dolayı cisimlerin sahip oldukları enerjiye kinetik enerji ( hareket Enerjisi ) denir. Akan su, hareket halindeki araba, fırlatılan bir taş, yüksekte uçmakta olan bir kuşun kinetik enerjileri ( hareket enerjisi ) vardır. Duran cisimlerin potansiyel enerjileri ( depolanmış enerji ), cisimler hareket haline geçtiklerinde bu enerji kinetik enerjiye ( hareket enerjisi ) dönüşür. Örneğin duran bir araba potansiyel enerjiye ( depolanmış enerji) sahiptir. Araç harekete geçtiğinde potansiyel enerji ( depolanmış enerji ) kinetik enerjiye ( hareket enerji )dönüşür. Araç hızlandıkça kinetik enerji ( hareket enerjisi ) artacaktır. Kinetik enerjinin ( hareket enerjisi ) simgesi Ek ve birimi jouledir.

kinetik-enerji-nedir-oteleme-ve-donme-kinetik-enerji

Farklı kütlelere sahip olan cisimlerin kinetik enerjileri ( hareket enerjisi ) de farklıdır. Aynı yol üzerinde hareket eden bir kamyon ile bir otomobilin kinetik enerjileri ( hareket enerjisi ) farklıdır. Bu nedenle bu iki aracın çarpışmasında kinetik enerjisi ( hareket enerjisi ) daha az olan otomobilin hasar oranı kamyona göre daha fazladır. Aynı şekilde daha hızlı hareket eden arabaların çarpışmasında da hasar daha fazla olmaktadır.

Bir V hızı ile hareket eden m kütleli bir cismin kinetik enerjisi ( hareket enerjisi );

Ek=1/2m.V2 olacaktır. m ve V2 her zaman pozitif nicelikler olduğundan kinetik enerji ( hareket enerjisi ) de pozitiftir.

Su akış halinde iken kinetik enerjiye ( hareket enerjisi ) sahiptir. Suyun bu kinetik enerjisinden ( hareket enerjisi ) farklı enerjiler elde edilerek yararlanılır. Hidroelektrik santrallerinde suyun türbinleri döndürmesi sağlanarak suyun bu enerjisi ilk olarak hareket enerjisine dönüşür daha sonra ise elektrik enerjisi elde edilir.

Öteleme kinetik enerjisi

Doğrusal bir yolda giden cismin kinetik enerjisidir.

E_{kin}={1 \over 2} m v^2 olarak ifade edilir.

  • m: kütle (kilogram)
  • v: hız (m/s)
  • E: enerji (joule)

Formülün türetilişi

Sabit bir F kuvveti altında, doğrusal bir yolda x kadar yol alan bir cisim düşünelim. x yolunun sonunda cismin sahip olduğu enerji, F kuvvetinin yaptığı işe eşittir. Yani

E=Fx

Newton’un ikinci kanununa göre bir cisme etkiyen net kuvvet, ona kütlesiyle ters orantılı ivme kazandırır. Yani

F=ma

Kinematik denklemlerine göre

v^2=2ax

x’i çekersek

x={v^2\over 2a}

İkinci denklemdeki Fyi ve, üçüncü denklemdeki x terimini birinci denkleme koyarsak

E=ma{v^2 \over 2a}={mv^2\over 2}

Dönme kinetik enerjisi

Kütle merkezinden geçen bir doğru etrafında dönen cisimlerin sahip olduğu kinetik enerjidir.

E_{kin}={1 \over 2} I \omega^2 ile ifade edilir.
  • \omega: Açısal hız (radyan/sn)
  • I, eylemsizlik momenti

Formülün türetilişi

\omega açısal hızıyla dönen bir cismi parçalara ayırırsak, tüm parçaların toplam enerjisi bize cismin kinetik enerjisini verir.

Yani \sum E_{kin}=E_{kin1}+E_{kin2}+E_{kin3}+\cdots

\sum E_{kin}={m_1v_1^2\over 2}+{m_2v_2^2\over 2}+{m_3v_3^2\over 2}+\cdots

Düzgün dairesel hareket yapan cisimlerde aşağıdaki eşitlik vardır:

v=\omega r yerine yazarsak
\sum E_{kin}={m_1\omega^2 r_1^2\over 2}+{m_2\omega^2 r_2^2\over 2}+{m_3\omega^2 r_3^2\over 2}+\cdots paranteze alalım
\sum E_{kin}={\omega^2\over 2} (m_1r_1^2+m_2r_2^2+m_3r_3^2+\cdots)

İşte bu ifadenin parantez içindeki kısmına eylemsizlik momenti denir ve I ile gösterilir. Cismin şekline bağlıdır.

E_{kin}={1 \over 2} I \omega^2

Yüksek hızlarda kinetik enerji

Newton mekaniği’nin yasaları, sadece ışık hızına kıyasla küçük hızlarda hareket eden parçacıkların hareketlerini tanımlamada geçerlidir. Parçacık hızları c ile karşılaştırılabilir olduğunda, Newton mekaniğindeki denklemler, yerini görelilikteorisinin öngördüğü daha genel denklemlere bırakır. Görelilik teorisine göre, çok büyük v hızıyla hareket eden m kütleli bir parçacığın kinetik enerjisi:

E_k= \frac{m c^2}{\sqrt{1 - v^2/c^2}} - m c^2 ile verilir.

Bu ifadeye göre c den daha büyük hızlar yoktur. Çünkü v c ye yaklaşırken E sonsuza gider.

Bu Yazıyı Paylaş! Google+!

Kategori: Eğitim - 200 viewsYorum Yazın

Selçuk Gönültaş

Kinetik Enerji Nedir? Öteleme ve Dönme Kinetik Enerji (2 Yorum)

Yorum Yaz

  1. efsun rana dedi ki:

    ya sayfada tam gözükmüyor bilgilerrr lütfen yardım
    🙁

    • Selçuk Gönültaş dedi ki:

      Sorundan dolayı kusura bakmayın. Sorun düzeltilerek sayfa yenilenmiştir. Teşekkürler

DMCA.com Protection Status