Soru:
10 metre yükseklikte bulunan 1 kg kütleli kuş, yatay doğrultuda 2 m/s hızla uçmaktadır.
Buna göre kuşun sahip olduğu mekanik enerji kaç Joule'dür? (g=10 N/kg)
Açıklama:
1. Adım: Potansiyel Enerjiyi Hesapla
Kuşun potansiyel enerjisi, yüksekliğine bağlı olarak hesaplanır. Potansiyel enerji formülü, Ep = mgh'dir. Burada, m kütle, g yerçekimi ivmesi ve h yüksekliktir.
Kuşun kütlesi 1 kg, yüksekliği 10 metre ve yerçekimi ivmesi 10 N/kg'dır. Bu değerleri formülde yerine koyarsak, kuşun potansiyel enerjisi:
Ep = (1 kg) x (10 N/kg) x (10 m) = 100 J
2. Adım: Kinetik Enerjiyi Hesapla
Kuşun kinetik enerjisi, hareketine bağlı olarak hesaplanır. Kinetik enerji formülü, Ek = 1/2 mv^2'dir. Burada, m kütle ve v hızdır.
Kuşun kütlesi 1 kg ve hızı 2 m/s'dir. Bu değerleri formülde yerine koyarsak, kuşun kinetik enerjisi:
Ek = 1/2 (1 kg) x (2 m/s)^2 = 2 J
3. Adım: Mekanik Enerjiyi Hesapla
Mekanik enerji, hem potansiyel hem de kinetik enerjilerin toplamıdır. Yani, kuşun mekanik enerjisi:
Em = Ep + Ek = 100 J + 2 J = 102 J
Sonuç: Kuşun sahip olduğu mekanik enerji 102 Joule'dür.