🌈 Yerçekimi Potansiyel Enerjisi Nedir?
Yerçekimi potansiyel enerjisi, bir cismin yer yüzeyinden yüksekliği nedeniyle sahip olduğu enerji türüdür. Yani, bir nesneyi yerden yukarı kaldırdığımızda, ona potansiyel enerji kazandırmış oluruz. Bu enerji, nesne serbest bırakıldığında kinetik enerjiye dönüşür.
🤔 Yerçekimi Potansiyel Enerjisi Nasıl Hesaplanır?
Yerçekimi potansiyel enerjisini hesaplamak için basit bir formülümüz var:
$PE = m \cdot g \cdot h$
Burada:
* $PE$: Yerçekimi potansiyel enerjisi (Joule cinsinden)
* $m$: Cismin kütlesi (kilogram cinsinden)
* $g$: Yerçekimi ivmesi (yaklaşık olarak $9.8 m/s^2$ veya kolaylık olması için $10 m/s^2$ alınır)
* $h$: Cismin yerden yüksekliği (metre cinsinden)
✍️ Örnek Soru Çözümü
Diyelim ki 2 kg kütleye sahip bir topu yerden 3 metre yukarı kaldırdık. Bu durumda topun yerçekimi potansiyel enerjisi ne olur?
1. Kütle ($m$): 2 kg
2. Yerçekimi ivmesi ($g$): $10 m/s^2$ (kolaylık için)
3. Yükseklik ($h$): 3 metre
Formüle yerleştirelim:
$PE = 2 \cdot 10 \cdot 3 = 60 \text{ Joule}$
Yani, topun yerçekimi potansiyel enerjisi 60 Joule'dür.
📝 Nelere Dikkat Etmeliyiz?
- 🍎 Yükseklik: Yüksekliği doğru ölçtüğümüzden emin olmalıyız. Yükseklik, referans noktamız olan yer yüzeyinden olan dikey mesafedir.
- 🍎 Birimler: Kütleyi kilogram (kg), yüksekliği metre (m) ve yerçekimi ivmesini metre bölü saniye kare ($m/s^2$) cinsinden kullandığımızdan emin olmalıyız. Eğer farklı birimler kullanırsak, sonucu doğru bulamayız.
- 🍎 Yerçekimi İvmesi: Soruda belirtilmediği sürece yerçekimi ivmesini genellikle $10 m/s^2$ alabiliriz. Ancak soruda farklı bir değer verilmişse, o değeri kullanmalıyız.
❓ Potansiyel Enerji Ne Zaman Değişir?
Potansiyel enerji, cismin yüksekliği değiştiğinde değişir. Eğer bir cismi yukarı doğru hareket ettirirsek, potansiyel enerjisi artar. Eğer aşağı doğru hareket ettirirsek, potansiyel enerjisi azalır. Örneğin, bir kitabı raftan alıp masaya koyduğumuzda, kitabın potansiyel enerjisi azalmış olur.
🧮 Örnek Soru Tipleri
🤔 Soru 1:
5 kg kütleli bir cisim, yerden 4 metre yükseklikte bulunmaktadır. Bu cismin yerçekimi potansiyel enerjisi kaç Joule'dür? ($g = 10 m/s^2$ alın.)
A) 100
B) 150
C) 200
D) 250
E) 300
Çözüm:
$PE = m \cdot g \cdot h = 5 \cdot 10 \cdot 4 = 200 \text{ Joule}$
Doğru cevap: C)
🤔 Soru 2:
Yerden yüksekliği 2 metre olan bir cismin potansiyel enerjisi 80 Joule'dür. Cismin kütlesi kaç kg'dır? ($g = 10 m/s^2$ alın.)
A) 2
B) 4
C) 6
D) 8
E) 10
Çözüm:
$PE = m \cdot g \cdot h$
$80 = m \cdot 10 \cdot 2$
$80 = 20m$
$m = 4 \text{ kg}$
Doğru cevap: B)
🤔 Soru 3:
3 kg kütleli bir cisim, yerden 5 metre yükseklikten serbest bırakılıyor. Yere çarptığı anda kinetik enerjisi kaç Joule olur? (Sürtünmeler önemsizdir ve $g = 10 m/s^2$ alın.)
A) 50
B) 100
C) 150
D) 200
E) 250
Çözüm:
Cismin başlangıçtaki potansiyel enerjisi, yere çarptığı anda kinetik enerjisine dönüşecektir.
$PE = m \cdot g \cdot h = 3 \cdot 10 \cdot 5 = 150 \text{ Joule}$
Doğru cevap: C)
🚀 Unutmayın!
Yerçekimi potansiyel enerjisi, fizikteki birçok konunun temelini oluşturur. Bu konuyu iyi anlamak, diğer konuları daha kolay kavramanıza yardımcı olacaktır. Başarılar!
