Hangi durumlarda hareket halindeki sistemlerde mekanik enerji korunur?

, , ,
1

17603417379045310178821714294781
176034173790453101788217142947811920×2560 197 KB

TYT/FEN BİLİMLERİ

  1. Bir cismin sahip olduğu kinetik enerji ile potansiyel enerjinin toplamına mekanik enerji denir. Bir sisteme dışarıdan bir kuvvet uygulanmadığı sürece mekanik enerji korunur.

Buna göre,

I. Sürtünmesiz bir ortamda dalından koparak düşen elma
II. Sabit hızla yükselen bir asansör
III. Sürtünmeli yatay düzlemde fırlatılan bir bowling topu

sistemlerinin hangilerinde hareket hâlindeyken mekanik enerji korunmaktadır?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III

Bu resim, TYT/Fen Bilimleri alanında mekanik enerji konusunu içeren bir soruyu göstermektedir. Soruda, kinetik ve potansiyel enerjinin toplamını ifade eden mekanik enerji kavramı ve bu enerjinin hangi koşullarda korunduğu üzerine bir değerlendirme yapmanız isteniyor. Kullanıcıdan, verilen üç sistemden hangilerinde mekanik enerjinin korunduğunu belirtilmesi istenmiş ve doğru cevap işaretlenmiştir.

2

Doğru cevap A) Yalnız I.

Açıklama:

  • I: Havadaki sürtünme yok sayılıyorsa sadece yer çekimi (konservatif kuvvet) etkili olur; mekanik enerji korunur (E_{\text{mek}}=K+U sabit kalır).
  • II: Sabit hız olsa da asansörü yukarı çeken dış kuvvet (motor/tel gerilmesi) iş yaptığı için sistemin mekanik enerjisi korunmaz.
  • III: Yatay düzlemde sürtünme vardır; sürtünme aldığı enerjiyi ısıya çevirir, dolayısıyla mekanik enerji korunmaz.

Terimler:

  • Kinetik enerji: Hareket eden cismin sahip olduğu enerji, genelde K=\tfrac{1}{2}mv^2.
  • Konservatif kuvvet: Yapılan iş çevre yoluna bağlı olmayan kuvvetler (ör. yer çekimi); bu kuvvetler altında mekanik enerji korunur.
  • Mekanik enerji: Kinetik ve potansiyel enerjinin toplamı, E_{\text{mek}}=K+U.
  • Potansiyel enerji: Konumdan kaynaklanan enerji (ör. yer çekimine karşı yükselme ile artar).
  • Sürtünme: İşi ısıya dönüştüren doğrusal olmayan (non-konservatif) kuvvet; mekanik enerjiyi azaltır.