İş ve Enerji

İş ve Enerji 7. Sınıf Fen ve Teknoloji 2. Ünite Sayfa 58-59

Düşün-Bul

1. Yerde duran bir çöp torbasını alıp çöp kutusuna attığımızda onu nasıl ve hangi yönde hareket ettirmiş oluruz?

Çöp torbasını, yerden alıp çöp kutusuna atma eyleminde, torbayı alıp yukarı doğru kaldırarak, yukarı yönde bir kuvvet uygularız, Torba bu kuvvet doğrultusunda hareket eder. Torbayı yukarı kaldırdıktan sonra çöp kutusuna atmak için bir de ileri doğru bir kuvvet uygularız. Torba yine bu yönde hareket eder.

2. Yere doğru düşen top duruncaya kadar bir enerjiye sahip midir?

Yere doğru düşen top duruncaya kadar, duruncaya kadar bir enerjiye sahiptir. Bu enerjiler, çekim potansiyel enerjisi ve kinetik enerjidir. Top yere çarparak, enerjisi ısı enerjisne dönüştüğü gibi, çekim potansiyel enerjisi sıfırlanır.

1. Hangi Durumlarda İş Yapıyoruz?

Günlük yaşantımızda iş kelimesini nerelerde kullandığımızı bir düşünelim. Sizce Fotoğraf 2.2. deki
temizlik yapma, eşya taşıma, yüzme, kitap okuma gibi günlük etkinliklerimizin hangisinde iş yapmış oluruz? Neden? Tartışınız.

Temizlik yapmada, çöpleri kuvvet uygulayarak ittirdiğimizde iş yapmış oluruz. Eşya taşıma da eşyayı elimizde taşımamıza rağmen ona kuvvet uygularak onu hareket ettirmediğimiz için iş yapmış olmayız. Bu duruma göre kitap okuma ve yüzmede de iş yapmış olmayız.

Fiziksel olarak iş kelimesinin anlamı günlük yaşantımızdaki anlamından oldukça farklıdır. Çünkü
günlük yaşamda “İş yaptım.” dediğimizde çoğunlukla yorulduğumuzu ifade ederiz. Fakat fiziksel anlamda “iş yapmak” bir cisme kuvvet uygulayarak onu hareket ettirerek yer değişikliğine neden olmaktır. Fiziksel anlamda iş yapabilmek için bir cisme kuvvet uygulamak yeterli değildir. İş yapabilmek için cismin uyguladığımız kuvvet doğrultusunda hareket etmesi gerekir. Fakat uyguladığımız kuvvet, cismin hareketine dik yönde olursa cisim kuvvet doğrultusunda yol almadığından iş yapmış sayılmayız. Örneğin, Fotoğraf 2.2’de fırçayla temizlik yapan kişi uyguladığı kuvvetle fırçayı ileri doğru hareket ettirmekte ve iş yapmaktadır. Kitap okuyan kişi ise kitabı elinde tutmak için yukarı doğru bir kuvvet uygulamakta ancak kitap bu yönde hareket etmemektedir. Bu nedenle bir iş yapmamış sayılmaktadır. Buna göre diğer iki fotoğraftaki faaliyetler sırasında iş yapılıp yapılmadığını yeniden değerlendiriniz.

Yukarıdaki fotoğraflarda verilen durumları inceleyiniz. Her durumda kutulara uygulanan kuvvetin yönüyle kutuların hareket yönlerini belirleyiniz. Hangi durumda iş yapıldığını ve nedenini açıklayınız.

Ece paketi kendine doğru çekereken kuvvet uyguladığı yönde kutuyu hareket ettirerek iş yapmış olur. Can paketi yukarı kaldırarak kuvvet uyguladığı yönde paketi hareket ettiriyor. Alinin yaptığı paketi hareket ettirdiği için iş yapmış olur. Kuvveti yukarı doğru uyguladığı halde paketi ileri yönde hareket ettirir. Mert iş yapmış olur. Pakete yukarı doğru kuvvet uyguladığı halde paket ters yönde hareket eder.

Yapılan işin büyüklüğü, cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüne ve cismin bu kuvvet etkisiyle aldığı yola bağlıdır. Kuvvet birimi Newton (Nivton), yol birimi metre olarak alındığında iş birimi N.m olur. N.m de kısaca Joule (jul) olarak tanımlanır.

2. İi ve Enerji Arasındaki İlişki Nedir?

Masa başında oturup ders çalışırken mi, sahada maç yaparken mi daha çok enerji harcarsınız Neden?

Sahada maç yaparken daha çok enerji harcanır. Çünkü vücut daha çok hareket etmektedir.

Günlük konuşmalarımızda enerji kelimesini “enerjiyle dolmak”, “enerji harcamak”, “enerjisi tükenmek” gibi birçok anlamda kullanırız. Siz de günlük yaşantınızda enerji kavramını nerelerde kullandığınızı ve hangi durumların enerji gerektirdiğini arkadaşlarınızla tartışınız.

Yaşadığımız evrende her şey madde ve enerjiden oluşmuştur. Maddeyi kolayca algılayabildiğimiz hâlde enerjiyi ancak etkileri ile algılayabiliriz.

Bir topa vururken, bir eşyamızı taşırken ya da çivi çakarken kuvvet uygulamış ve iş yapmış oluruz
Fotoğraf 2.3). Bu işleri yaparken de enerji harcarız.

İş yaparken enerji kullanılmasının yanı sıra yapılan işten etkilenen cisim de enerji kazanır. Çünkü cisim üzerinde yapılan iş, cisme enerji olarak aktarılır. Örneğin çivi çakılırken kuvvet uygulanarak çekiç kaldırılır ve çiviye vurulur. Çekice kuvvet uygulanırken enerji harcanır. Çekiç hareket enerjisi kazanır ve bunu çiviye aktarır. Çivi kazandığı bu enerjiyle çakıldığı nesne içinde ilerler. Benzer şekilde fotoğraf 2.3’teki otomobil, arkasına takılı aracı çekerek bir iş yapar. Bu sırada enerji harcar. Bu enerji, çekilen araca aktarılarak onun hareket etmesini sağlar.

Fiziksel anlamda enerji, iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanır. Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için uygulanan kuvvet yönünde cismin hareket etmesi gerektiğini öğrendiniz. Ancak harcanan her enerji işe dönüşmeyebilir. Örneğin, vücudumuzdaki hücrelerin yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmesi için enerji harcanır. Bu enerji, işe değil başka enerjilere dönüşür. Sonuç olarak enerjisiz iş yapılamaz. Ancak fiziksel anlamda iş yapılmadan da enerji harcanır.

Fiziksel anlamda enerjinin iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanmasından dolayı, iş ve enerji aynı birimle değerlendirilmektedir.
SI birim sisteminde iş ve enerji birimi olarak Joule kullanılır. Enerji değişik türlerde olabilir. Örneğin baraj gölündeki su ile barajın giderlerinden akan suyun sahip olduğu enerji farklıdır.