İnsanlar yüzyıllardır kendi enerjisini üreten ve dışarıdan herhangi bir ek enerjiye ihtiyaç kalmadan çalışabilen makineler tasarlamak için çalışmışlardır. Günümüzde ise “Free energy“, “Elektrik faturasına son!” başlıkları altında sunulan bu tür makineler sizce gerçekten de sınırsız enerjiye sahip olabilirler mi?
Enerji dönüşümleri
Elinize bir top alıp bunu yukarı doğru fırlattığınızı düşününüz. Bunu yaparken hiç şüphesiz bir enerji harcamış ve iş yapmış olursunuz. Peki harcadığınız bu enerji nereye gidiyor?
Topu yukarı yönlü hareket ettirdiğimizde enerjimizin bir kısmını topa aktarmış oluruz böylece top yükseklik kazanarak potansiyel enerjiye sahip olur yani aktardığımız enerji topta potansiyel enerji olarak depolanır.
Bu nedenle enerji yok edilemez, bir türden başka bir türe dönüşür. Bu tür dönüşümleri çevremizde çok sık olarak görebilmekteyiz.
Örneğin; elektrik enerjisi ısı veya ışık enerjisine dönüşür ama hiçbir zaman yok olmaz!
1- Kinetik Enerji – Potansiyel Enerji Dönüşümleri
Yukarıdaki yoldan bisikletle gittiğinizi hayal edin. Bizler A noktasından B noktasına doğru giderken bir hızımız olduğu için kinetik enerjiye sahibiz fakat B noktasından C noktasına çıkarken hızımız giderek azalır ve bu durumda da daha fazla yoruluruz çünkü bu hareketimiz boyunca kinetik enerjimizin bir kısmı çekim potansiyel enerjisine dönüşerek azalırken, potansiyel enerjimiz ise artmaktadır.
C noktasına geldiğimizde kinetik enerjimiz sıfır, potansiyel enerjimiz ise en fazla olur.
C’den D noktasına doğru hareket ettiğimiz zaman çoğumuzun sevdiği durum yaşanır; artık pedal çevirmeye bile gerek kalmaz fakat buna rağmen durmadan hızlanırız. Burada kinetik enerjimiz artarken, potansiyel enerji ise azalmaktadır.
2- Sürtünme ile Kinetik Enerji Kaybı
Yukarıda verdiğimiz örnekler hep sürtünmenin olmadığı alanlar için geçerliydi. Peki gerçekte hayatta bu böyle mi? Sürtünmeye maruz kaldığımız durumlarda toplam enerji nasıl değişir?
Sürtünmenin ne olduğunu daha iyi anlamak amacıyla bir etkinlik yapalım.
Önce uzunca bir sokağı, sokak boş iken kaç dakikada geçebileceğimizi hesaplayalım. Ardından aynı yolu bu defa insanların orayı doldurduğu bir gün (mesela bayram arefesinde 😊) geçmeye çalışalım.
Sokak boş iken orayı aşmak hiç zor olmadı ayrıca fazla yorulmadık fakat sokağın insanlarca dolu olduğu bir saatte bunu yaparsak hem sokağı geçme süremiz artar hem de bunun için daha fazla enerji harcarız.
Bunun gibi bir cisim hareket halinde iken hava molekülleri veya bulunduğu zemin ile sürekli sürtünme halindedir. Hareketi engellemeye yönelik olan bu kuvvet, kinetik enerjinin azalmasına neden olur. İşte hareketi engellemeye yönelik olarak cisimlere uygulanan kuvvete sürtünme kuvveti denir ve sürtünme kuvveti her zaman cismin hareket yönüne ters yöndedir.
Sürtünme kuvvetinin bu etkisi nedeniyle örneğin bir topa hızlıca vurduğumuzda top sonsuza kadar hareket etmez, bir noktada durur çünkü zamanla kinetik enerji sürtünme nedeniyle ısı enerjisine dönüşür ve sonuçta enerjinin tamamı ısıya dönüştüğünde top durur.
Sürtünmenin olmadığı durumlarda örneğin uzayda cisimlerin hareketini azaltacak bir kuvvet olmadığı için cisim hareketine durmadan devam eder.
Sürtünmenin bu etkisi nedeniyle tarih içinde devr-i daim makineleri meydana getirmek amacıyla yapılmış tüm çalışmalar hüsran ile sonuçlanmıştır.
Vesselam...
Özetle
- Enerji yok olmaz bir türden başka bir türe dönüşür
- Örneğin elektrik enerjisi ısı, ışık, ses gibi enerjilere dönüşebilir
- Kinetik enerji ile potansiyel enerji birbirlerine dönüşebilir
- Sürtünmesiz ortamda kinetik enerji ile potansiyel enerji birbirlerine tamamen dönüşür
- Sürtünme kuvveti, cisimlerin hareketini azaltacak yönde uygulanır
- Sürtünme kuvveti nedeniyle kinetik enerjinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür
- Sürtünme kuvveti sayesinde cisimler sonsuza kadar hareket etmez, bir süre sonra durur