Enerji Dönüşümleri

Kinetik ve Çekim Potansiyel Enerjisi Dönüşümü

Hareket hâlindeki cisimlerde kinetik enerji ve çekim potansiyel enerjisi sürekli olarak birbirine dönüşebilir. Bir salıncakta sallanan çocuk yukarı doğru çıkarken yükseldiği için çekim potansiyel enerjisi artar, yavaşladığı için kinetik enerji azalır.

Salıncağın en üst noktaya ulaştığı anda potansiyel enerji maksimum seviyeye çıkar, hız sıfırlandığı için kinetik enerji sıfır olur. Salıncak aşağı doğru inerken yükseklik azaldığından çekim potansiyel enerjisi azalır, hız arttığı için kinetik enerji artar. Pistin veya yörüngenin en alt noktasında kinetik enerji maksimum değere ulaşır.

Bir sarkaç topuzu serbest bırakıldığında ya da belirli bir yükseklikten basketbol topu yere bırakıldığında da benzer bir enerji dönüşüm örüntüsü gözlenir. Cisim aşağı düşerken çekim potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür; yukarı fırlatılan cisimlerde ise kinetik enerji çekim potansiyel enerjisine dönüşür.

Esneklik Potansiyel Enerjisi Dönüşümü

Sıkıştırılan veya gerilen yay gibi esnek cisimlerde depolanan enerjiye esneklik potansiyel enerjisi denir. Sıkıştırılmış bir sarmal yay serbest bırakıldığında, depolanan bu potansiyel enerji önündeki bir arabaya aktarılarak kinetik enerjiye dönüşür.

Bir rampa önünde sıkıştırılan yay serbest kaldığında araç önce kinetik enerji kazanır, ardından rampadan yukarı tırmanırken kinetik enerji çekim potansiyel enerjisine dönüşür.

Enerjinin Korunumu Kanunu

Fizikte enerji hiçbir zaman yoktan var olamaz ve var olan bir enerji de tamamen yok olamaz; yalnızca bir türden başka bir türe dönüşür. Bu evrensel ilkeye enerjinin korunumu kanunu adı verilir.

Sürtünmesiz kabul edilen bir eğik düzlemde ya da kaykay pistinde cismin toplam mekanik enerjisi hareket boyunca değişmez. En üst noktadaki potansiyel enerji miktarı, en alt noktadaki kinetik enerji miktarına eşit kalır.

Sürtünme Kuvveti ve Isıya Dönüşüm

Gerçek yaşamda temas eden yüzeyler arasında daima bir sürtünme kuvveti bulunur. Sürtünme kuvveti hareketli cisimlerin kinetik enerjisinin bir kısmının ısı ve ses enerjisine dönüşmesine yol açar.

Kaykay pistinde kayan bir sporcu veya yüzeyde yuvarlanan bir bilye, sürtünme nedeniyle her salınımda kinetik enerjisinin bir bölümünü ısıya dönüştürür. Sürtünme sebebiyle mekanik enerjisi azalan cisimler giderek yavaşlar ve sonunda tamamen durur.