Dünyanın güneşin etrafında döndüğünü, gökyüzünde kuşların uçtuğunu, trenlerin raylarda gittiğini, arabaların yolda hareket ettiğini biliyoruz ama bunların hepsi kinetik enerji sayesinde oluyor. Bunu daha açık hale getirelim ve kinetik enerji nedir sorusunu soralım.
Enerjinin iki ana formu vardır. Biri potansiyel (depolanmış) enerji , diğeri kinetik enerjidir. Fizikte, bir cismin kinetik enerjisi, hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Sadece hareket ettiğinde kinetik enerji kazanır. Yani bir cisim hareket etmiyorsa kinetik enerjisinin sıfır olduğu söylenir.
Alternatif olarak kinetik enerji, bir cismin durağan durumdan harekete geçerek kazandığı enerji miktarı olarak da tanımlanabilir. Cismin hızı değişmedikçe, aynı miktarda kinetik enerjiyi korur. Cismin hızı hareket halinden durağan hale geçtiğinde, cisim kazandığı aynı miktarda kinetik enerjiyi kaybeder.
Kinetik enerji olmasaydı, etrafımızdaki her şey hareketsiz olurdu. Nesneler hareket edemezdi. Tüm evren soğuk bir yer olurdu çünkü kinetik enerji, formlarından biri olarak ısı üretir.
Bir cismin kinetik enerjisi matematiksel olarak şu şekilde yazılabilir:
Kinetik Enerji = 1/2 mv2
m = bir nesnenin kütlesi
v = bir nesnenin hızı
Bir cismin kinetik enerjisi cismin Kütlesine ve Hızına bağlıdır. Kütle, bir nesnenin içerdiği madde miktarıdır, Hız ise belirli bir yönde hareket eden bir nesnenin hızıdır. Hız verildiğinde, bir cismin kinetik enerjisi, Kütlesi ile doğru orantılıdır. Aynı şekilde, verilen Kütle ile bir cismin kinetik enerjisi, Hızı ile doğru orantılıdır.
Kinetik enerji Hızın iki katıdır. Hız pozitif veya negatif değere sahip olabilir, ancak Velocity karesi her zaman pozitiftir. Yani kinetik enerji ya sıfır ya da pozitif bir değer olmalıdır.
İlginç bir şekilde, kinetik enerji bir nesneden diğerine de aktarılabilir. Örneğin, bilardo oyununda, oyuncu bilardo sopasıyla bilardo topuna vurduğunda, bilardo topuna kinetik enerji sağlar. bilardo topu, hızını koruduğu sürece bu kinetik enerjiyi korur.
Başka bir bilardo topuyla çarpışması durumunda o topa kinetik enerji sağlar ve kinetik enerjisini kaybeder. Böylece çarptığı top kinetik enerji kazanmış ve buna bağlı olarak hareket etmeye başlamıştır.
Kinetik Enerji Türleri ve Örnekleri
Kinetik enerji beş çeşittir:
- Radyan Enerji
- Termal enerji
- Ses enerjisi
- Elektrik enerjisi
- Mekanik enerji
Radyan Enerji
Radyan enerji elektromanyetik enerjidir. Uzayda veya ortamda seyahat edebilir. Kinetik enerji, hareket enerjisidir. Işınım enerjisi uzayda veya ortamda seyahat ederken daima hareket halinde kaldığından, aynı zamanda bir tür kinetik enerjidir. Radyan enerji düz bir çizgide çok yüksek hızda (299 792 458 m/s) hareket eder ve bu insan gözüyle görülebilir veya görünmeyebilir.
Örnekler:
- röntgen
- Morötesi ışık
- Görülebilir ışık
- Radyo dalgaları
- Gama ışınları
- Kızılötesi radyasyon
- mikrodalgalar
- Siyah ışıklar
- Bir otomobil üzerinde farlar.
- Güneş ışığı veya güneş enerjisi.
- Güneş pilleri, güneşten gelen radyan enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmeye yardımcı olur.
- Isıtma elemanından ekmeğe ısı aktaran elektrikli ekmek kızartma makinesi.
- Akkor ampulden yayılan ısı.
- Radyant ısıtma sistemleri.
- Bazı malzemeler ışıma enerjisini emer ve ışıma enerjisini yeniden yayar ve buna floresan denir.
- Bilgi aktaran radyo sinyalleri radyan enerjidir.
Termal enerji
Isı enerjisi, özellikle birbirleriyle çarpıştıklarında, atomların ve moleküllerin hızlı hareketi nedeniyle oluşur. Aynı zamanda ısı enerjisi olarak da adlandırılır. Evrendeki maddeler, sürekli hareket halinde olan atom veya moleküllerden oluşur. Ancak bu enerjinin hareketini çıplak gözlerimizle göremeyiz. Cildimize değdiği anda hissedebiliyoruz.
Termal enerji örnekleri:
- bir fincan sıcak çay
- Kaplıcalar
- Termal enerji kanı sıcak tutar.
- Dünyanın volkanik hareketi ve doğal minerallerin çürümesi Jeotermal enerjiyi serbest bırakır.
- Okyanuslardan elde edilen ısı, güneş enerjisi ile ısıtılır.
- Güneş, atmosferi ısıtır ve gün içinde sıcaklığın yükselmesine neden olur.
- Fırında pişirmek maddenin termal sıcaklığını arttırır.
- Kamp ateşinin sıcaklığını yüzünde hissetmek.
- Isıtmalı bir yüzme havuzu.
- Gayzerler jeotermal enerji üzerinde çalışır.
Ses enerjisi
Bir cismin titreşimi ses enerjisine neden olur. Ses, hava, su veya katı gibi bazı maddeler aracılığıyla titreşimler tarafından üretilen enerjinin hareketidir. Ses enerjisi, enerjiyi bir parçacıktan diğerine aktarmak için herhangi bir ortamdan geçebilir ve onu duyabilirsiniz.
Bununla birlikte, bir vakum, bir ortam olarak hareket edebilecek herhangi bir parçacık içermediğinden, bir boşluktan geçemez. Bir nesne titreştiğinde, enerjisini aktararak çevresindeki parçacıkları titreştirir. Bu parçacıklar, diğer parçacıklarla çarpışırken onları titreştirir. Bu şekilde ses enerjisi bir parçacıktan diğerine aktarılır.
Ses enerjisine örnekler:
- Bireyin sesi
- Şarkı söyleme
- Alkışlar
- Davul çalmak
- Vızıldayan bir arı
- Herhangi bir müzik aleti.
- Islık çalan bir çaydanlık
- hırıltılı kurbağalar
- Bir sonik patlama
- Maçta hakem düdüğü.
- parmaklarını şıklatmak
Elektrik enerjisi
Evrendeki her nesne atom adı verilen küçük parçacıklardan oluşur. Atomlar, elektronlar, protonlar ve nötronlar gibi küçük parçacıklardan oluşur. Atomdaki elektronlar her zaman bir atomun çekirdeğinin etrafında hareket eder. Voltaj uygulanırken atomda bulunan elektronlar enerji alır ve ana atomla olan bağı koparır ve böylece serbest hale gelir.
Bu serbest elektronun enerjisine elektrik enerjisi veya elektrik denir. Bu nedenle, bu hareketli serbest elektronların enerjisidir. Elektronlar negatif ve pozitif yüklüdür ve genellikle bir tel boyunca hareket eder.
Elektrik enerjisine örnekler:
- Şimşek
- Bir kablo veya elektrik yoluyla hareket eden elektrik yükleri.
- kapı zilleri
- Statik elektrik
- Ses hoparlörleri
- Kullanılan piller
- Kondansatörlerde depolanan elektrik.
- Beyin, doğru akım (DC) olarak bir elektrik akımı üretir.
- Ev aletlerine elektrik enerjisi sağlayan evlerde alternatif akım (AC).
- kulaklıklar
- Elektrikli yılan balıkları elektrik enerjisi üretir.
- Bir hidroelektrik baraj, düşen sudaki kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür.
Mekanik enerji
Nesnelerde depolanan enerjidir. Bir nesne daha hızlı hareket ettiğinde, potansiyel enerji olarak bilinen daha fazla enerji depolanır. Kinetik enerji ile potansiyel enerjinin toplamına mekanik enerji denir. Ancak bu enerji yaratılamaz veya yok edilemez, ancak başka bir enerji formuna dönüştürülebilir.
Mekanik enerji örnekleri:
- Rüzgâr
- akan bir nehir
- Silahtan ateşlenen bir kurşun.
- koşan biri
- Güneş etrafında hareket eden gezegenler.
- Dünyanın yörüngesindeki uydular.
- Paten yaparken paten tekerlekleri.
- Hareket eden bir araba
- Atomun çekirdeğinin etrafında dönen elektronlar.
- Piyano çalarken tuşlara basan parmaklar.
- Trambolin üzerinde zıplayan bir çocuk.
- Oyun alanı ekipmanı üzerinde kayma.
- Çalışan bir roller coaster.
- Futbol topunu tekmelemek.
- Ağaçtan düşen meyve.
- Havaya fırlatılan bir frizbi.
- Bir kişi bilardo oynadığında, enerjinin sopadan topa aktarılması.
- Bir odada hareket eden gaz molekülleri.
