Kullanacağım terimler hakkında genel bilgi verdikten sonra söz konusu enerjilerin farklarından bahsedip ardından örneklerle sorunuza verdiğim yanıtı pekiştirerek ek iki EA makalesi ile yazımı tamamlayacağım.
Enerji; kimyasal enerji, termal enerji, elektromanyetik radyasyon, yer çekimi enerjisi, elektrik enerjisi, elastik enerji, nükleer enerji ve dinlenme enerjisi gibi birçok biçimde ortaya çıkar. Uluslararası Birimler Sistemi (SI) birimi joule’dur. [6] Bunlar iki ana sınıfta kategorize edilebilir: potansiyel enerji ve kinetik enerji. Kinetik enerji bir nesnenin hareket enerjisidir. Kinetik enerji nesneler arasında aktarılabilir ve diğer enerji türlerine dönüştürülebilir.
[1]
'Kinetik' kelimesi Yunancada 'hareket' anlamına gelen 'Kinesis' kelimesinden gelmektedir. Bu, bir nesnenin hareketi nedeniyle sahip olduğu enerji türüdür. Bu nedenle hareketsiz bir nesnenin sıfır kinetik enerjiye sahip olduğu belirtilir. Belirli bir kütleye sahip bir cismi durağan halden belirtilen bir hıza çıkarmak için gereken iş miktarıdır.[2]
Potansiyel enerji; bir cismin içindeki iç kuvvetlerin, çeşitli çalkalayıcı dış kuvvetlere göre üstesinden gelmesinin bir sonucudur.[2]Fizikte potansiyel enerji, bir nesnenin diğer nesnelere göre konumu, kendi içindeki gerilimler, elektrik yükü veya diğer faktörler nedeniyle sahip olduğu enerjidir.[3][4]
- KE, nesneler arasında aktarılabilir.
- PE, bir nesneden diğerine aktarılamaz.
- KE bir cismin kütlesine ve hızına bağlıdır ancak yüksekliğe bağlı değildir.
- PE, bir cismin kütlesine, yer çekimine bağlı ivmesine ve yüksekliğine bağlıdır ancak hıza bağlı değildir.
- KE, bir cismin hareketinden dolayı cisimde bulunan enerjiyi ifade eder.
- PE, bir cisimde konumundan dolayı bulunan enerjiyi ifade eder.
- KE, bir cismin yakın çevresindeki diğer hareketli ve durağan cisimlere göredir.
- PE, bir cismin çevresine göreli değildir.
- KE, bir şelaledeki suyun düşüşü ile örneklendirilir.
- PE, uçurumdan önce bir şelalenin tepesindeki su ile örneklendirilir.[7]
Üstteki açıklamalar doğrultusunda diyebiliriz ki:
Kinetik enerji, tanımı gereği, potansiyel enerjiyle aynı anlama gelmez. Yani birbiri yerine kullanılacak şekilde eşit olmaz. Öte yandan, bu iki enerji çeşidi, ifade ettikleri Joule miktarı açısından denk olabilir.
Potansiyel enerji her zaman bir şeye göre ölçülür, tıpkı kinetik enerjinin belirli bir referans çerçevesinde ölçülmesi gibi. Dolayısıyla, sadece referans noktalarını değiştirerek KE ile PE'yi eşitleyebilirim (ama bu, yanıltıcı sonuçlar doğurabilir.)[5]
Bunun yerine sözü geçen iki enerjinin toplamına sabit diyebiliriz.
Çünkü potansiyel enerji kaybettikçe kinetik enerji kazanırsınız (sisteminizde enerjinin alabileceği tek iki formun bunlar olduğunu varsayarsak). Sürtünmeyi de eklerseniz, elbette toplamları sistem ısındıkça azalacaktır (termal enerjiyi potansiyel ya da kinetik enerjinin bir formu olarak tanımlamadığınız sürece, ki tanımlayabilirsiniz.)
Yani kinetik enerji ile potansiyel enerji aynı değildir ama bazı durumlarda değerli eşit kılmak mümkündür.
Ayrıca konuyla ilgili olarak, burada uzunlamasına değinemediğim ama değinilmesini faydalı bulduğum, iki tane Evrim Ağacı yazısını okumanız için ekleyeceğim.
- Varyasyonel Analizde Optimizasyon: Euler-Lagrange Denklemi
- https://evrimagaci.org/varyasyonel-analizde-optimizasyon-eulerlagrange-denklemi-9299
- Yıldız Astrofiziği: Virial Teoremi
- https://evrimagaci.org/yildiz-astrofizigi-virial-teoremi-12886
Kaynaklar
- V. K. Goel. (2007). Fundamentals Of Physics Xi. ISBN: 9780070620605. Yayınevi: Tata McGraw-Hill Education.
- S. Madaan. Kinetic And Potential Energy: Examples And Differences Between Both Of Them | Earth Eclipse. (16 Mayıs 2019). Alındığı Tarih: 26 Haziran 2024. Alındığı Yer: Earth Eclipse | Arşiv Bağlantısı
- M. C. JAIN. Textbook Of Engineering Physics: Pt. I. ISBN: 9788120338623.
- R. P. McCall. Physics Of The Human Body. ISBN: 9780801894565.
- S. Shunpike, et al. Classical Mechanics - Does Potential Energy Always Equal Kinetic Energy? - Physics Stack Exchange. Alındığı Tarih: 26 Haziran 2024. Alındığı Yer: Physics Stack Exchange | Arşiv Bağlantısı
- Organisation intergouvernementale de la Convention du Mètre, et al. (1991). Le Système International D'unités.
- S. Madaan. Kinetic And Potential Energy: Examples And Differences Between Both Of Them | Earth Eclipse. (16 Mayıs 2019). Alındığı Tarih: 26 Haziran 2024. Alındığı Yer: Earth Eclipse | Arşiv Bağlantısı
