10. Sınıf Fizik – 2. Ünite: İş, Enerji ve Güç
Bu ünitede iş, enerji ve güç kavramları detaylı şekilde ele alınacaktır. Günlük hayatta sıkça karşılaşılan olaylar üzerinden fiziksel yorumlar yapılacak, enerji türleri ve enerji dönüşümleri incelenecektir.
İş, Enerji ve Güç
Fizikte iş, bir kuvvetin bir cisme etki ederek cismin yer değiştirmesi sonucu ortaya çıkan fiziksel büyüklüktür. İş yapılabilmesi için mutlaka kuvvet ve yer değiştirme olmalıdır.
A) Kuvvet – Yer Değiştirme Grafiği Kullanılarak İş Kavramı
Bir cisme uygulanan kuvvet ile cismin yer değiştirmesi arasındaki ilişki kuvvet – yer değiştirme grafiği ile gösterilebilir.
Bu grafikte, grafik altında kalan alan yapılan işe eşittir.
İş Formülü:
W = F × x × cosθ
- W: Yapılan iş (Joule)
- F: Uygulanan kuvvet (Newton)
- x: Yer değiştirme (metre)
- θ: Kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açı
Eğer kuvvet ile yer değiştirme aynı yöndeyse yapılan iş maksimum olur. Kuvvet ile yer değiştirme birbirine dik ise yapılan iş sıfırdır.
B) İş, Enerji ve Güç Arasındaki İlişki
Enerji, iş yapabilme yeteneğidir. Bir cisim iş yapabiliyorsa enerjiye sahiptir. İş yapıldığında enerji aktarımı gerçekleşir.
Enerji Birimi: Joule (J)
Güç, yapılan işin zamana oranıdır.
Güç Formülü:
P = W / t
- P: Güç (Watt)
- W: Yapılan iş (Joule)
- t: Zaman (saniye)
Aynı işi daha kısa sürede yapan sistem daha büyük güce sahiptir.
Enerji Biçimleri
Enerji farklı şekillerde bulunabilir. Bunlara enerji biçimleri denir.
- Kinetik Enerji: Hareket eden cisimlerin sahip olduğu enerjidir.
- Potansiyel Enerji: Cismin konumuna bağlı enerjidir.
- Isı Enerjisi: Maddelerin sıcaklığıyla ilişkilidir.
- Işık Enerjisi: Elektromanyetik dalgalarla taşınan enerjidir.
- Elektrik Enerjisi: Elektrik yüklerinin hareketiyle oluşur.
- Kimyasal Enerji: Maddelerin yapısında depolanan enerjidir.
- Nükleer Enerji: Atom çekirdeğinden açığa çıkan enerjidir.
Enerji yoktan var edilemez, vardan yok edilemez; sadece bir türden başka bir türe dönüşür.
Mekanik Enerji
Mekanik enerji, cismin kinetik enerjisi ile potansiyel enerjisinin toplamıdır.
Mekanik Enerji Formülü:
Emekanik = Ekinetik + Epotansiyel
Kinetik Enerji
Hareket eden bir cismin sahip olduğu enerjidir.
Formül:
Ek = ½ m v²
Potansiyel Enerji
Yer çekimi etkisi altındaki bir cismin yüksekliğine bağlı enerjidir.
Formül:
Ep = m g h
Sürtünmenin ihmal edildiği sistemlerde mekanik enerji korunur.
Enerji Kaynakları
Enerji kaynakları, insanların enerji ihtiyacını karşılamak için kullandığı doğal kaynaklardır.
Yenilenebilir Enerji Kaynakları
- Güneş Enerjisi
- Rüzgar Enerjisi
- Hidroelektrik Enerji
- Jeotermal Enerji
- Biyokütle Enerjisi
Yenilenemez Enerji Kaynakları
- Kömür
- Petrol
- Doğal Gaz
- Nükleer Enerji
Yenilenebilir enerji kaynakları çevre dostudur ve sürdürülebilirdir.
Ölçme ve Değerlendirme
Bu bölümde iş, enerji ve güç konularını kapsayan testler, klasik sorular ve kazanım değerlendirme soruları yer alır. Öğrencilerin konuyu ne kadar anladıkları ölçülür.
Ünite sonunda enerji dönüşümleri, mekanik enerji korunumu ve güç hesaplamaları konusunda yeterlilik kazanılması hedeflenir.
10. Sınıf Fizik – İş, Enerji ve Güç Ünitesi
Hazırlayan: Lise Dersleri