Page 29 - Fizik 11 | 1.Ünite

KUVVET VE HAREKET

Kuvvet

F F = m . g
h
W = m . g . h
m
Yer Yol
0 x = h

Şekil 1.48: F kuvveti ile sabit hızla h kadar Grafik 1.18: Yerden h kadar yükselen cisme
yükseltilen cisim ait kuvvet-yol grafiği
Şekil 1.48’deki m kütleli cismi sabit hızla yerden h kadar yüksekliğe çıkarmak için cisme cismin ağırlığı kadar
kuvvet uygulamak gerekir. Cismin yükseltilmesi sırasında kuvvetin yer çekimine karşı yaptığı iş, cisme yer çeki-
mi potansiyel enerjisi olarak aktarılır. Bu cisme ait kuvvet-yol grafiği Grafik 1.18’deki gibi olur. Kuvvet-yol grafi-
ğinde grafikle yatay eksen arasında kalan alan yapılan işi verir.

Alan = İş = W = F ∙ DX eşitliğinden

W = m ∙ g ∙ h bulunur.
Buna göre yapılan iş, potansiyel enerjideki değişime eşittir. Yeryüzünden yukarı yönde çıkarılan cisimlerde yer
çekimi kuvvetine karşı iş yapılır ve bu iş cismin potansiyel enerjisini arttırır. Yeryüzüne doğru inen cisimlerde yer
çekimi kuvveti iş yapar ve bu iş cismin potansiyel enerjisini azaltır.

70. ÖRNEK

Sürtünmesi önemsiz sistemde kütlesi 2 kg olan X cismi ile 3 kg olan
Y cismi dengededir. Cisimler aynı boyutlarda ve homojendir. X cis-
mi F kuvvetiyle çekilerek Y cismi ile yan yana getirilmektedir.
Buna göre
a) X ve Y cisimlerinin potansiyel enerjilerindeki değişim kaç J olur?
2
b) Kuvvetin yaptığı iş en az kaç J olur? (g = 10 m/s alınız.) 2 kg
X

F 3 kg
2 m
Y
Yer
ÇÖZÜM
a) X cismi ile Y cismi arasındaki uzaklık 2 m olduğundan X cismi 1 m aşağıya çekildiğinde Y cismi 1 m
yukarıya çıkar ve cisimler yan yana gelir. X cismi aşağıya indiği için potansiyel enerji kaybederken
Y cismi yukarıya çıktığı için potansiyel enerji kazanır. Cisimlerin potansiyel enerjilerindeki değişim
∆E p olmak üzere

∆E p = m ∙ g ∙ ∆h olur.
X cismi için ∆E p = 2 ∙ 10 ∙ 1 = 20 J azalır. Y cismi için ∆E p = 3 ∙ 10 ∙ 1 = 30 J artar.

b) Kuvvetin yaptığı iş en az sistemin potansiyel enerjisindeki değişim kadardır.
W = ∆E p = 30 - 20 = 10 J olur.

131
131