Potansiyel Enerji Formülü

21.08.2019 - 11:05

Fizikte potansiyel enerji çok önemli bir kavramdır. Potansiyel enerji kavramı iyi anlaşılmadan fiziğin iyi öğrenilmesi imkansızdır. Bu yazıda potansiyel enerji formülü üzerinde duracağız. Gerekli formüllerle birlikte örnek sorularla bilgimizi pekiştireceğiz.

Bir cismin ya da sistemin kazandığı iş yapabilme kapasitesine potansiyel enerji denir.

Enerji de iş yapabilme kapasitesi demektir. Eğer sistemin ya da cismin iş yapabilme kapasitesi varsa potansiyel enerjisi vardır demektir.

Potansiyel enerji denince herkesin aklına doğrudan yükseklik potansiyel enerjisi gelir. Ancak fizikte birçok farklı potansiyel enerji türü vardır. Burada önemli olanların formüllerini paylaşacağız.

potansiyel enerji formülü

Yerçekimi Potansiyel Enerji Formülü

En bilindik olanıdır. Bir cismi yerden yukarıya çıkarırsanız yerçekimini karşı iş yaparsınız. Bu iş cisimde enerji olarak birikir.

Yerçekimi potansiyel enerji formülü Ep = m.g.h şeklinde ifade edilir.

Kinetik enerji formülü de iyi bilindiğinde mekanik enerji soruları eksiksiz çözülebilir. Mekanik enerji formülü Em = Ep + Ek şeklindedir.

SI birim sisteminde kütle birimi kilogram, uzunluk (yükseklik) birimi metre, enerji birimi ise joule şeklindedir.


Örnek 1: Yerden 12 metre yükseklikte bulunan 2 kg kütleye sahip bir cismin potansiyel enerjisi kaç joule olur? (g = 10 m/s2)

A) 200

B) 240

C) 280

D) 320

E) 360

Çözüm: Formülü uygulamamız gerekir. Formül m.g.h dediğine göre üçünü çarpmalıyız. Burada kütle 2 kg, yükseklik 12 m verilmiştir. Öyleyse potansiyel enerji = 2.12.10 = 240 joule olur. Cevap B seçeneğidir.


Esneklik Potansiyel Enerji Formülü

Bir yayı çektiğimizde ya da sıkıştırdığımızda yaya iş yapma potansiyeli yükleriz. Yaydaki bu potansiyele esneklik potansiyeli denir.

Esneklik potansiyel enerji formülü E = 1/2k.x2 ile bulunur. Burada x yayın uzama veya sıkışma miktarı, k ise yay sabitidir.

Sorularda size k'yı verecektir. Ancak birden fazla yay kullanıldığında toplam k nasıl bulunur bilmek gerekir. Paralel yaylarda k = k1 + k2 ile bulunur. Seri bağlı yaylarda ise 1 / kes = (1 / k1) + (1 / k2) ile bulunur.


Örnek 2: Uzama sabiti 100 N/m olan bir yay itilerek 50 cm sıkıştırılıyor. Yayda depolanan enerji kaç joule olur?

A) 7,5

B) 10

C) 12,5

D) 15

E) 20

Çözüm: Formülü uygulayacağız. Önce sıkışma miktarını metreye çevirelim. 50 cm = 0,5 m olur. E = 1/2.100(0,5)2 = 50.(0,25) = 12,5 bulunur. Cevap C seçeneğidir.


Elektriksel Potansiyel Enerji Formülü

Belli bir konuma getirilen iki yüklü cismin birbirini itme ya da çekme potansiyeli vardır. Cisimlere kazandırılan bu potansiyele elektriksel potansiyel enerji denir.

Elektriksel potansiyel enerji formülü Ep = k.q1.q2 / d ile ifade edilir.

Bu formülü kullanarak bütün soruları çözebiliriz.


Örnek 3: Birbirine göre belli bir konumda bulunan iki yüklü cismin elektriksel potansiyel enerjisi E kadardır. Bu iki cisim arasındaki uzaklık 2 katına çıkarılırsa yeni potansiyel enerji kaç E olur?

A) 2E

B) 4E

C) E

D) E/2

E) E/4

Çözüm: Formülde yer alan değerlerden sadece uzaklık değişmektedir. Potansiyel enerji uzaklıkla ters orantılı olduğu için uzaklık 2 katına çıkarsa enerji yarıya iner. Bu nedenle potansiyel enerji E / 2 olur. Doğru yanıt D seçeneğidir.


Potansiyel enerji örnekleri ile verdiğimiz formülleri tekrar etmenizi ve iyi kavramanızı öneriyoruz. Bu formüller iyi bilinirse fizik dersinde çok faydası görülür. Özellikle iş ve enerji konularında bu formüller olmadan soru çözmek çok zordur.


Etiketler:
  • fizik    
  • Yorumlar
    Yorum Yap