İş ve Potansiyel Enerji

Sürtünmesiz sistemde, bir nesneye uygulanan kuvvet etkisiyle nesnenin yerini değiştirmesi ya da hareket halindeki nesnenin yavaşlaması – hızlanması için harcanan enerji fizik anlamda iş olarak adlandırılır.

Oluşan değer joule cinsinden enerji olup; yer değiştirme miktarı (m) ve uygulanan kuvvetin (N) birbiri ile çarpımı ile bulunur.

W = F . X

Work = Force . X(Mesafe)

İş = Kuvvet . X

Joule = N . m

Potansiyel enerjide ise serbest kalan enerji yer çekimi kuvvetinin etkisiyle yer çekimi doğrultusunda iş yapmış olur. Tüm enerjilerde olduğu gibi potansiyel enerjinin de birimi joule’dür. Bunun formülü ise;

Ep = m . g . h

Energy Potential = mass . gravitational acceleration . height

Potansiyel Enerji = kütle . yer çekimi ivmesi . yükseklik

Joule = kg . N/kg . m

olur.

Potansiyel enerji iş formülünü matematik anlamda hiç değiştirmeden kullanmaktadır.

Formül birimleri üzerinde;

Joule = kg . N/kg . m

şeklinde yapılan sadeleştirme işlemi sonrasında aşağıdaki formül birimleri elde edilir:

Joule = N . m

h yükseklik yani birimi metre olan alınan yol olarak düşünüldüğünde potansiyel enerji formülü ile iş formülü arasında anlık hesaplamalar noktasında en küçük bir farklılık dahi bulunamaz.

Anlık potansiyel enerjiye fark veren, kuvvetin önceden hesaplanmış olması ve işleme kütleçekim kuvveti hesabı yapılarak nesnenin kütlesinin dahil edilmesi durumudur.

Ters yönden giderek de aynı sonucu bulabiliriz:

G = m . g

Gravitiy force = mass . gravitational acceleration

Yer çekimi kuvveti = kütle . yer çekimi ivmesi

N = kg . N/kg

N = kg . N/kg

N = N

Bu durumda;

Ep = m . g . h

formülündeki “m . g ” parçası tek başında Newton cinsinden kuvveti ifade edebiliyor demektir.

Yerine yazılırsa:

Ep = m . g . h

Ep = kg . N/kg . m

Ep = kg . N/kg . m

Ep = N . m

değeri bulunur.