Değerli okurlar, bundan önceki bölümde kinetik enerji ile potansiyel enerjiyi ve bunların ne özellikte olduklarını gördük. Hatırlayalım, kinetik enerji hareket eden, dolayısıyla kuvvet etkisine sahip olan ve bundan dolayı iş yapan, böylece değişimi gerçekleştiren, potansiyel enerji ise depolanmış ve durağan olan, dolayısıyla kuvvet etkisi olmayan ve bundan dolayı iş yapmayan, ancak iş yapmayı bekleyen bir enerjidir.
“Potansiyel enerji ne zaman iş yapma durumuna geçer?” sorusunun yanıtına geçmeden önce, cisimlerde/nesnelerde depolanan enerjinin ne olduğunu görelim. Yüksekte duran bir cisme veya barajdaki suya yerçekimi bir kuvvet uygular; keza yay sıkıştırılırken veya gerilirken kendisine yine bir kuvvet uygulanır, şişirilen bir balonda üfleme yani rüzgâr kuvveti söz konusudur. Ayrıca şişirilmiş balonda kinetik/hareket enerjilerinden dolayı gaz molekülleri balonun iç cidarlarına/duvarlarına çarparak kuvvet uygularlar; benzer şekilde atom çekirdeğinde nükleer kuvvetler bulunur. Dikkat edilirse, hep “kuvvet”ten söz ettik; kuvvet ise, kinetik enerjinin bir özelliğidir. Dolayısıyla örnek olarak verilen cisimlerde ya da nesnelerde depolanan enerjinin “kinetik enerji” olduğu görülmektedir. Bu bağlamda, potansiyel enerjiye “depolanmış kinetik enerji” demek yanlış olmayacaktır. Yüksekten düşen cisim, barajdan bırakılan su, ağzı çözülen balondan kaçan gaz hareket enerjisine yani kinetik enerjiye sahiptir ve bu sayılanların tümü iş yapar; yüksekten düşen cisim düştüğü yeri tahrip eder, barajdan bırakılan su (su değirmeni gibi) tribünü çalıştırır ya da geçtiği yerlerde hasar yapar, balondan kaçan gaz balonu aksi yönde hareket ettirir vb.
Salınım yapan bir sarkaç, bu iki tür enerji formuna ve onların birbirine dönüşmesine en tipik örnektir (Şekil 1/A). Sarkaç en üst noktada (siyah) olduğunda potansiyel enerji tam (%100) ve kinetik enerji sıfır (%0) değerdeyken, en alt noktada (beyaz) olduğunda kinetik enerji tam (%100) ve potansiyel enerji sıfır (%0) değerde olur. Bu iki zıt (üst ve alt) noktada iki enerjinin toplamının sabit olduğunu görürüz (100+0=100). Söz konusu iki nokta arasında da (gri) iki enerjinin toplam değeri yine aynıdır yani 100’dür; ancak sarkacın bulunduğu her noktada kinetik enerji ile potansiyel enerji farklı değerler alır; örneğin, kinetik enerjinin (Ek) %75, potansiyel enerjinin (Ep) %25 olması gibi (75 +25 = 100). Sarkaç en üst noktadan en alt noktaya inerken potansiyel enerji –anbean- kinetik enerjiye, bunun tersi olarak en alt noktadan en üst noktaya çıkarken de kinetik enerji –anbean- potansiyel enerjiye dönüşür. Görüldüğü üzere, potansiyel enerji ancak ve ancak kinetik enerjiye dönüştüğünde iş yapar; kendisi olarak kaldığı sürece iş yapamaz. Şekil 1/B’de bu iki enerjinin diyalektik yelpazesi görülmektedir.
AYNI KONUYA DEVAM EDİLECEK
|