İş, Güç ve Enerji Nasıl Hesaplanır?
Fizikte işin kesin bir tanımı vardır: Bir kuvvet, bir nesneyi yer değiştirme yoluyla hareket ettirdiğinde aktarılan enerji. Güç, işin yapılma hızıdır. Bu kavramlar makine mühendisliğinin ve günlük enerji kullanımının temelini oluşturur.
Anahtar Formüller
İş:
W = F × d × cos(θ)
F kuvvet (N), d yer değiştirme (m) ve θ kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıdır.
Güç:
P = W / t = F × v
Kinetik Enerji:
KE = ½ × m × v²
Potansiyel Enerji:
PE = m × g × h
Adım Adım Örnekler
Çalışma Örneği: Bir kutuyu zeminde 5 metre boyunca 40 N yatay kuvvetle itiyorsunuz. W = 40 × 5 × cos(0°) = 40 × 5 × 1 = 200 joule
Güç Örneği: 4 saniyede 200 J iş yapıyorsunuz. P = 200 / 4 = 50 watt
Rampa Problemi: 100 kg'lık bir sandığı 30°'lik sürtünmesiz bir rampada 10 m yukarı itmek için ne kadar iş yapılır? Kazanılan yükseklik: h = 10 × sin(30°) = 5 m İş = PE'deki değişim = m × g × h = 100 × 9,81 × 5 = 4.905 J
Birimler
| Miktar | SI Birimi | Ortak Eşdeğer |
|---|---|---|
| Güç | Newton (K) | 1 kg·m/s² |
| İş/Enerji | Joule (J) | 1 N·m |
| Güç | Watt (W) | 1 J/sn |
| 1 beygir gücü | 746W | 550 ft·lb/s |
Enerjinin Korunumu
İdeal bir sistemde: KE + PE = sabit (toplam mekanik enerji korunur). Gerçek sistemler sürtünme ve ısı nedeniyle enerji kaybeder, ancak toplam enerji (termal enerji dahil) her zaman korunur.
Herhangi bir kuvvet, mesafe ve zaman için iş ve güç hesaplayıcımızı kullanın.