Page 10 - Fen Lisesi Fizik 9 | 4.Ünite

Esneklik Potansiyel Enerjisi: Bir ucundan sabitlenen yay kuvvet yardımıyla sıkıştırıldığında ya da uzatıldı-
ğında esneklik potansiyel enerjisi kazanır. Denge konumundaki yay F kuvveti uygulanarak sıkıştırıldığında
veya uzatıldığında yayda F kuvvetine zıt yönde bir gerilme kuvveti ( Fyay ) oluşur.

Şekil 4.11’de verilen denge durumundaki yaya uygulanan kuvvet ile yayın boyundaki değişim miktarı (uza-
nım) arasındaki ilişki

F = - k x$

şeklinde olup eksi (-) işareti yay kuvveti ile yayın uzama yönünün zıt olduğunu gösterir. Burada k yayın
esneklik sabitini (yay sabiti) ifade eder. Birimi N/m'dir (kg/s ).
2

x x
F yay F F yay F

0 0
Şekil 4�11: Kuvvet etkisiyle yayın uzanımı
A, B, C esnek yaylarına uygulanan kuvvet ile yayların uzunluğundaki değişim F (N)
oranlandığında o yayın esneklik sabiti bulunur (Şekil 4.12). Belli bir değerden F A
A
sonra cisim esnekliğini kaybedeceğinden grafiğin eğimi sabit kalmaz. F B
B
İşin büyüklüğü, kuvvet uzanım grafiği ile yatay eksen arasındaki alan kadar C
olduğundan, bir yayın boyunda x kadar değişime neden olan F kuvveti, üç- F
C
gen şeklindeki alanın büyüklüğü kadar iş yapmış olur (Şekil 4.13).
x x x x (m)
W = D E yay A B C
Şekil 4�12: Kuvvet-uzanım grafiği
)
$
(k xx $ 1
W = = $ x $ k 2 dolayısıyla
2 2
D E yay = 1 $ x $ k 2 olur.
2

F (N)

F yay

Alan

x x (m)
Şekil 4�13: Kuvvet-uzanım grafiği

Soru: 200 N büyüklüğündeki kuvvet, yaya bağlı küt- k = 100 N/m F = 200 N
lenin yatay doğrultuda 50 cm ötelemesini sağlarsa
yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi (E )
yay
kaç J olur?

Cevap: x = 50 cm = 0,5 m 50 cm
1
k x
E yay = 2 $$ 2
1
E yay = 2 $ 100(0,5)$ 2
E yay = 12,5J

96