Salı, 20 Ekim 2026Bugünün bülteni
Günün bulmacaları hazırOyunlar →
Güncel Bilim Sitesi · 2015'ten beri
TYT 9. sınıf · 4. konu

İş, Güç ve Enerji

Fiziksel anlamda iş, güç, kinetik ve potansiyel enerji, mekanik enerjinin korunumu, verim ve enerji kaynakları.

Bu konuda öğreneceklerin
  • Fiziksel anlamda işin ne zaman yapıldığını
  • Gücü ve verimi hesaplamayı
  • Kinetik, yer çekimi ve esneklik potansiyel enerjisini
  • Mekanik enerjinin korunumuyla hız ve yükseklik bulmayı

İş

Fizikte iş, bir kuvvetin cismi kendi doğrultusunda yer değiştirmesiyle yapılır:

$$ W = F \cdot \Delta x $$

Kuvvet ile yer değiştirme arasında açı varsa yalnızca kuvvetin hareket doğrultusundaki bileşeni iş yapar. Bu yüzden elindeki çantayla yatay yolda yürürken, çantayı taşıyan kuvvet (yukarı doğru) çantaya iş yapmaz: kuvvet ile hareket birbirine diktir. Duvarı itip yerinden oynatamazsan da fiziksel anlamda iş yapmış olmazsın. İşin birimi joule'dür: 1 J = 1 N · 1 m.

Güç

Birim zamanda yapılan iş güçtür:

$$ P = \frac{W}{t} $$

Birimi watt'tır (1 W = 1 J/s). Aynı merdiveni koşarak çıkan kişi yürüyerek çıkana göre aynı işi yapar ama daha büyük güç harcar.

Enerji

İş yapabilme yeteneğine enerji denir; birimi de joule'dür. - Kinetik enerji: \(E_k = \tfrac{1}{2}\,m\,v^2\). Hız 2 katına çıkarsa kinetik enerji 4 katına çıkar. - Yer çekimi potansiyel enerjisi: \(E_p = m\,g\,h\). Yükseklik, seçilen bir referans seviyesine göre ölçülür. - Esneklik potansiyel enerjisi: Sıkıştırılmış ya da gerilmiş bir yayda \(E = \tfrac{1}{2}\,k\,x^2\). Burada \(k\) yay sabiti (N/m), \(x\) uzama ya da sıkışma miktarıdır.

Mekanik enerjinin korunumu

Sürtünme ve hava direnci yoksa kinetik ve potansiyel enerjinin toplamı sabit kalır. \(h\) yüksekliğinden serbest bırakılan bir cismin yere çarpma hızı, kütlesinden bağımsız olarak:

$$ v = \sqrt{2\,g\,h} $$

Sürtünme varsa mekanik enerjinin bir kısmı ısıya dönüşür; toplam enerji yine korunur ama mekanik enerji azalır.

Verim

Bir makineye verilen enerjinin ne kadarının işe yarar biçime dönüştüğünü verim gösterir:

$$ \text{Verim} = \frac{\text{faydalı enerji}}{\text{harcanan enerji}} \times 100 $$

Hiçbir makinenin verimi %100 olamaz; bir kısmı her zaman ısıya dönüşür.

Enerji kaynakları

Yenilenebilir: Güneş, rüzgâr, hidroelektrik, jeotermal, biyokütle, dalga. Yenilenemez: Kömür, petrol, doğal gaz ve nükleer yakıtlar (uranyum). Fosil yakıtlar karbondioksit salımıyla iklim değişikliğine yol açar.

Formüller

$$W = F\cdot\Delta x$$
İş (kuvvet hareket doğrultusunda)
$$P = \frac{W}{t}$$
Güç
$$E_k = \tfrac{1}{2}\,m\,v^2$$
Kinetik enerji
$$E_p = m\,g\,h$$
Yer çekimi potansiyel enerjisi
$$E_{yay} = \tfrac{1}{2}\,k\,x^2$$
Esneklik potansiyel enerjisi
$$v = \sqrt{2\,g\,h}$$
Serbest düşmede yere çarpma hızı (sürtünmesiz)

Çözümlü örnekler

Örnek 1Enerjinin korunumu

2 kg kütleli bir cisim sürtünmesiz bir rampanın 5 m yüksekliğindeki noktasından serbest bırakılıyor. Rampanın en alt noktasındaki hızı kaç m/s'dir? (g = 10 m/s²)

Örnek 2Güç ve verim

Bir elektrik motoru 10 saniyede 500 J elektrik enerjisi harcayarak 400 J iş yapıyor. Motorun verimi ve faydalı gücü nedir?

Sık yapılan hatalar

  • Hareketle dik doğrultudaki kuvvetin iş yaptığını sanmak (yatay yolda taşınan çanta).
  • Hız 2 katına çıkınca kinetik enerjinin 2 katına çıktığını düşünmek: \(v^2\) ile orantılıdır, 4 katına çıkar.
  • Serbest düşmede ağır cismin daha hızlı yere çarptığını sanmak: hava direnci yoksa hız kütleye bağlı değildir.
  • Nükleer enerjiyi yenilenebilir saymak: uranyum sınırlı bir kaynaktır.
Günlük hayatta

Elektrik faturasındaki "kWh" bir enerji birimidir: 1 kW güçle 1 saat çalışan bir cihazın harcadığı enerji, yani 3,6 milyon joule'dür.

Konu testi

11 soru. Bir seçeneğe dokun; doğru cevap ve çözüm hemen açılır.

1Kolay

Bir kutu, 20 N'luk yatay kuvvetle yatay zeminde 5 m itiliyor. Kuvvetin yaptığı iş kaç joule'dür?

2Kolay

Elinde 50 N ağırlığındaki çantayla yatay bir yolda 10 m yürüyen bir öğrencinin, çantayı taşıyan kuvveti çantaya kaç joule iş yapar?

3Kolay

3 saniyede 600 J iş yapan bir makinenin gücü kaç watt'tır?

4Kolay

2 kg kütleli, 3 m/s hızla giden bir cismin kinetik enerjisi kaç joule'dür?

5Kolay

Yerden 5 m yükseklikteki 4 kg kütleli bir cismin yere göre potansiyel enerjisi kaç joule'dür? (g = 10 m/s²)

6Orta

20 m yükseklikten serbest bırakılan bir cisim yere kaç m/s hızla çarpar? (g = 10 m/s², hava direnci yok)

7Orta

Bir motor 500 J enerji harcayarak 400 J yararlı iş yapıyor. Motorun verimi yüzde kaçtır?

8Orta

Bir aracın hızı 2 katına çıkarsa kinetik enerjisi kaç katına çıkar?

9Orta

Yay sabiti 200 N/m olan bir yay 10 cm sıkıştırılıyor. Yayda depolanan enerji kaç joule'dür?

10Kolay

Aşağıdakilerden hangisi yenilenebilir bir enerji kaynağıdır?

11Zor

2 kg kütleli bir cisim, sürtünmeli bir rampanın 5 m yüksekliğindeki noktasından serbest bırakılıyor ve rampanın altına 8 m/s hızla ulaşıyor. Sürtünme nedeniyle ısıya dönüşen enerji kaç joule'dür? (g = 10 m/s²)

İlerlemen bu tarayıcıda saklanıyor. Ücretsiz üye ol, her cihazda kaldığın yerden devam et.

Haftanın bilimi, pazartesi sabahı gelen kutunda.

Öne çıkan haberler, bir bilim insanının hikâyesi ve haftanın bulmacası. Ücretsiz, istediğin zaman ayrılabilirsin.