İSTEMBİL

İstanbul Temel Bilimler Akademisi

Fizik I - Bölüm 9: Enerji Korunumu

İÇİNDEKİLER

* ile işaretli kısımlar bazı üniversitelerde atlanmaktadır..
REKLAM

9.1 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.

9.1.1. Korunumlu Kuvvetler

Korunumlu Kuvvet - Figure 9.1
Şekil 9.1 $A$ noktasından $B$ noktasına giden bir cismin izleyebileceği 3 olası yol.

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 9.1'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.

9.1.2. 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 9.1'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 9.1'de korunumlu ve korunumsuz kuvvetlere örnekler verilmiştir.

Table 9.1 - Korunumlu ve Korunumsuz Kuvvetler
Korunumlu Kuvvetler Korunumsuz Kuvvetler
Yerçekimi Kuvveti Sürtünme Kuvveti
Yay Kuvveti Gerilme Kuvveti
Elektrik Kuvveti Hava Direnci
Herhangi bir kişinin uyguladığı kuvvet



Sonraki Sayfa 9.2 Potansiyel Enerji