Fizik dersinde sıkça karşımıza çıkan iş, güç ve enerji kavramları, aslında günlük hayatta da sürekli kullandığımız şeylerdir. Bu kavramlar, bir cismin hareketini nasıl etkilediğimizi ve bu hareketi sağlamak için ne kadar çaba harcadığımızı anlamamıza yardımcı olur.
İş, bir cisme uygulanan kuvvetin, o cismi belirli bir mesafede hareket ettirmesi durumunda yapılır. İşin olabilmesi için mutlaka bir kuvvet ve bu kuvvetin etkisiyle gerçekleşen bir yer değiştirme olması gerekir.
Örnek: Bir kutuyu 5 Newtonluk bir kuvvetle 2 metre iterseniz, yapılan iş 10 Joule olur (W = 5 N x 2 m = 10 J).
Güç, birim zamanda yapılan iştir. Yani, bir işi ne kadar hızlı yaptığımızı gösterir.
Örnek: 100 Joule'lük bir işi 10 saniyede yaparsanız, gücünüz 10 Watt olur (P = 100 J / 10 s = 10 W).
Enerji, iş yapabilme yeteneğidir. Bir cismin iş yapabilmesi için enerjiye sahip olması gerekir. Farklı enerji türleri vardır, örneğin kinetik enerji (hareket enerjisi) ve potansiyel enerji (durum enerjisi).
Kinetik enerji, bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Cismin hızı arttıkça kinetik enerjisi de artar.
Örnek: 2 kg kütleye sahip bir top 3 m/s hızla hareket ediyorsa, kinetik enerjisi 9 Joule olur (KE = 1/2 x 2 kg x (3 m/s)² = 9 J).
Potansiyel enerji, bir cismin konumundan veya durumundan dolayı sahip olduğu enerjidir. İki tür potansiyel enerji vardır: çekim potansiyel enerjisi ve esneklik potansiyel enerjisi.
Bir cismin yerden yüksekliğinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Yükseklik arttıkça çekim potansiyel enerjisi de artar.
Örnek: 1 kg kütleye sahip bir kitap, yerden 2 metre yükseklikte duruyorsa, çekim potansiyel enerjisi yaklaşık 20 Joule olur (PE = 1 kg x 10 m/s² x 2 m = 20 J). (g=10 m/s² alınmıştır.)
Esnek bir cismin (örneğin yay) sıkıştırılması veya gerilmesi sonucu depoladığı enerjidir. Sıkışma veya gerilme miktarı arttıkça esneklik potansiyel enerjisi de artar.
Örnek: Yay sabiti 100 N/m olan bir yayı 0.1 metre sıkıştırırsanız, esneklik potansiyel enerjisi 0.5 Joule olur (PE = 1/2 x 100 N/m x (0.1 m)² = 0.5 J).
Enerji bir türden başka bir türe dönüşebilir. Örneğin, bir topu yukarı attığımızda kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüşür. Aşağı inerken ise potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür. Bu dönüşümler sırasında toplam enerji korunur (enerji yoktan var edilemez, vardan yok edilemez, sadece şekil değiştirir).
