Fizik Sınav Soru Çözümü 3a: Potansiyel ve Kinetik Enerji

Bu bir bloğun başlangıç konumu ilk eşittir sıfırdır ve kütlesi göz ardı edilebilir bir yayla temas halindedir blog sürtünmesiz Bir zemin değil x eşittir sıfır konumunda Nil x eşittir eksi de konumuna yukarıda gösterildiği gibi ve yayı deltex eşittir de kadar sıkıştırarak itiliyor işte blok bu noktada ve Yayla temas halinde o anda yayında sıkıştırılmamış olduğunun hemen altını çizelim Evet blok Yayla temas halinde bundan sonra bloğu sola doğru ittirerek yayın sıkıştırmaya başlıyoruz sıkıştırma miktarı da değilmiş işte burada deltafx eşittir de evet evet yayın sıkıştırıyorum ve bu esnada bloğu sola doğru de kadar gittiğimiz için yayı da de kadar sıkıştırmış oluyoruz Anlaştık mı blok bundan sonra serbest bırakılıyor ilk 10 da sürtünmeli zemine gelen blok ilk çeşitleri 3D duruyor yayın sıkıştırdığı mızda bir iş yapmış olur söyledi mi ve Yaptığımız bu iş sonucu ortaya çıkan enerji D Blok yay sisteminde potansiyel enerji olarak depolanır bloğu bıraktığımız anda ise potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür blok yay tamamen gevşeğe ne kadar yani iks eşittir 0 a kadar olan mesafe deim elenir bu zemin Eğer sürtünmesiz olsaydı blog sahip olduğu kinetik enerjiyle sonsuza kadar giderdi hava sürtünmesi de yok Evet soruda hava sürtünmesi ne dair bir şey demiyorlar ama sürtünme olduğu için bloğun sabit bir oranda yavaşlamaya başlayacağını söyleyebiliriz bloğu etki eden sürtünme kuvveti sabit bir kuvvettir sonra da bize braunxx eşittir 3D durduğunu söylüyorlar bloklar sürtünmeli zemin arasındaki kinetik sürtünme katsayısı da mü eşitmiş aşağıdaki eksenlerde Aşağıda verilen 2 değil Elif braunxx eşittir eksi değil Eğil x eşittir 3D konumlarının bir fonksiyonu olarak gösteriniz dikeyeksen için diğerleri hesaplama nıza gerek yok Ancak iki nicelik için de aynı dikey ölçeği kullanmalısınız bize verdikleri niceliklerde bloğun kinetik enerjisi kahve blok ya sisteminin potansiyel enerjisi Yani bu işe potansiyel enerji ile başlamak daha mantıklı neden diyecek olursanız yayı sıkıştırmaya başladığımızda sistem potansiyel enerji depolamaya başlıyor da onda Bu yüzden sıkıştırılmış bir yayın potansiyel enerjisinin ne olduğunu düşünmemiz son derece doğru bir yaklaşım olacaktır fotan siyel enerji 1/2 çarpı yay sabiti çarpı sıkıştırma miktarının karesine eşittir sıkıştırma miktarına dertex olarak verdikleri için buraya dert al x kare yazıyorum yayı de kadar sıkıştırdığı mızda sis bu tutan siyel enerjisi 1/2 çarpı yay sabiti çarpık Seki değişim yani deneyin karesine eşit olur şimdi de bunu bize verdikleri grafik üzerinde gösterelim ilk eşittir sıfırken sistemin potansiyel enerjisi de sıfıra mayayı sıkıştırmaya başlayıp ekside geldiğimizde sistemin potansiyel enerjisi az önce söylediğim gibi 1/2 çarpı yay sabiti çarpı de kareye eşit olacak Evet buraya işaretliyor ama aslında bir saniye daha kolay olması için buraya işaretleyip Evet burasının 1/2 çarpı yay sabiti çarpı d&k ne olduğunu var sayacağız yayı de kadar sıkıştırdığı mızda sistemde depolanan potansiyel enerji buna eşit Bu arada bu doğrusal bir ilişki olmayacak Şuraya da hemen not ederim potansiyel enerji 1/2 çarpı yay sabiti çarpı sıkıştırma miktarının karesini eşit demek istedi bu potansiyel enerji sıkıştırma miktarının karesiyle orantılı bir biçimde değişecek bak Örneğin yayı Bir önceki sıkıştırma miktarının yarısı kadar sıkıştırırsak sistemde bir önceki potansiyel enerjinin bir bölü dördü depolanmış olur Bu yüzden de grafiği şu şekilde çizmemiz lazım bunun para boyun sol kolu olduğunu düşünelim Evet buna benzeyen bir eğri elde edeceğiz bu potansiyel enerji Peki bu noktada iken yani yay sıkışırken bloğu bıraktığımızda ne olacak potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşecek ve yay Blue eğlendirmeye başlayacak Bu esnada potansiyel enerji eğrisi üzerinde hareket ediyoruz ve enerji kinetik enerji dönüşmeye başladı için ilk eşittir eksi değil Eğil x eşittir sıfır arasında potansiyel enerji ile kinetik enerji toplamı sabit olması gerekir başka bir değişle kinetik enerji başlangıçta sıfır olacak ama blok bu başlayınca artacak ve bu ikisinin toplamları bu Aralıkta her zaman 1/2 çarpı yay sabiti çarpı de kareye eşit olacak gördüğünüz gibi Bu ikisini bu ağırlıkta konu ne olursa olsun topladığımız a her zaman bu değeri elde edeceğiz ilk seçilir sıfıra geri döndüğümüzde ise bu potansiyel enerjinin hepsi kinetik enerjiye dönüşmüş olacak sürtünme ya da Hava direnci olmasaydı bu yüksek kinetik enerji bu şekilde devam ederdi ama bloğun x çeşitleri 3D durduğunu biliyoruz bu noktaya gelene kadar Kinetik enerjinin sürtünme sonucu ısıya dönüştüğünü söyleyebiliriz bu şekilde enerjinin öyle kendi kendine ortaya çıkan veya kaybolan bir şey olmadığını da gördük Peki bu Aralık'ta ne gibi bir eğri elde edeceğiz dersiniz bu iki noktayı bir doğrulama birleştireceğiz Yoksa burada bir eylem olacak bu noktada blok yavaşlarken üzerine etkiyen sürtünme kuvvetinin sabit olduğunu hesaba katacağız sürtünme katsayısı değişmez a bloğun kütlesinde değişmediğine göre sürtünme kuvveti de değişmez sürtünme kuvvetinin bloğun hareketinin tersi yönde etki ettiğini de biliyoruz O anne bunu sürtünmenin negatif bir iş yaparak sistemin enerjisini emdiği şeklinde yorumlayabiliriz Yani eğer konuma bağlı düşünürsek belirli bir konum değişiminde sürtünme sistemin enerjisine aynı miktarda emer Yani aynı miktarda işin negatifini yapar Bu yüzden de enerjinin doğrusal bir şekilde azalacağını söyleyebiliriz hemen çiziyor işte böyle doğrusal biraz almadan bahsediyorum Bu arada bunun bir enerji konum grafiği olduğunu aklınızdan çıkarmayın Bu bir hız konum Hız zaman ya da enerji zaman grafiği değil Bu bir enerji konum grafiği olduğu için bu şekilde doğrusal bir ilişki elde ediyoruz Anlaştık mı bloğun kinetik enerjisinin morla sistemin potansiyel enerjisini Dell O halde gösterdik bu