Parçacıklardan oluşan bir sistem, sistemde bulunan birçok fonksiyon tarafından tanımlanır. Bu fonksiyonlardan bazıları kuvvet, yer değiştirme, iş, enerji vb.'dir. Bir fonksiyon genellikle sistem için tanımlanan başka bir fonksiyon cinsinden veya ondan türetilebilir. Fonksiyonlar, onları ayırt etmek genellikle zor olacak şekilde ilişkilidir.
İş ve enerji, birbirine bağımlı ve yine de birbirinden farklı iki skaler fonksiyondur. Bir sistemi tam ve doğru bir şekilde tanımlamak için aralarındaki farkı bilmek önemlidir.
İş vs Enerji
İş ve Enerji arasındaki fark, yapılan işin gözlemlenen nesnenin yer değiştirmesine ve yönüne bağlı olduğu halde, nesnenin enerjisinin nesnenin yer değiştirmesine veya yönüne bağlı olmamasıdır.
Bir cisme yapılan iş, cisme uygulanan ve cismin yönünü ve yer değiştirmesini değiştiren kuvvettir. Bir cisme yapılan iş, kuvvet yönü ile yer değiştirme yönü arasındaki ilişkiye bağlı olarak pozitif veya negatif olabilir.
Enerji, bir cismin iş yapabilme yeteneğidir. Bir nesne ile bir sistem içinde iş üretir veya yaratırlar. Bir cismin enerjisi cismin yönüne veya yer değiştirmesine bağlı değildir. Kimyasal enerji, potansiyel enerji, mekanik enerji gibi birçok enerji türü vardır.
İş ve Enerji Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Parametreleri | Çalışmak | Enerji |
| Anlam | Bir cismin yönünü değiştirmek veya cismin yer değiştirmesine neden olmak için uygulanan kuvvettir. | İş üretme veya yaratma yeteneğidir. Bir sistemin fonksiyonudur. |
| etimoloji | 1826'dan beri kullanılmaktadır. Fransız matematikçi Gaspard-Gustave Coriolis tarafından yapılmıştır. | Yunanca 'Energia' kelimesinden türetilmiştir ve Aristoteles bu terimi MÖ 4'te tanıttığından beri kullanılmaktadır. |
| Yön | İş, yöne bağlıdır. Uygulanan kuvvet, yer değiştirme yönü ile aynı yönde ise, iş pozitiftir ve bunun tersi de geçerlidir. | Enerji skaler bir büyüklük olduğu için yöne bağlı değildir. |
| Yer değiştirme | Cisim herhangi bir yer değiştirmeye maruz kalmıyorsa, cisim belli bir mesafe katedip ilk konumuna geri dönse bile cismin yaptığı iş sıfır kabul edilir. | Enerji tamamen yer değiştirmenin değerine bağlı değildir. Dolayısıyla yer değiştirme sıfır olsa bile uygulanan enerjinin sıfır olması gerekli değildir. |
| Denklem | İşin sayısal değerinin denklemi, İş=kuvvet x mesafedir. | Elektrik enerjisi, kimyasal enerji gibi birçok enerji türü olduğu için enerjiyi bulmak için birçok denklem vardır. |
İş nedir?
Yapılan iş, bir cisme uygulanan kuvvetin yer değiştirmesine ve cismin hareketinin yönünde bir değişikliğe neden olması olarak tanımlanır. Esasen, nesnenin durumunda bir değişikliğe neden olmak için bir nesneye dış kuvvet tarafından aktarılan enerjiyi ölçmek için de kullanılır.
Bir nesne üzerinde yapılan iş yönüne bağlıdır. Uygulanan kuvvetin yönü ile oluşan yer değiştirmenin yönü aynı ise yapılan iş pozitiftir. Uygulanan kuvvetin yönü zıt ise yapılan iş negatiftir.
Yapılan işin denklemi,
iş=kuvvet x yer değiştirme
Yapılan işin SI birimi Joule(J)'dir, ancak N-m de kullanılabilir. Bir joule, 1 m üzerinde bir yer değiştirmeye neden olmak için uygulanan 1 N dış kuvvet olarak tanımlanır.
Örnek: bir duvarı itmek. Bu durumda yer değiştirme olmadığı için yapılan iş sıfırdır. Bir kartonu A'dan B'ye itmek. Yapılan bir iş var.
Enerji nedir?
Enerji, bir cismin, cisme bir dış kuvvet üretmek için yapılan işe maruz kalma kapasitesidir. Bir parçacık sisteminin enerjisi her zaman korunur. Yani, enerjinin korunumu yasasına uyar.
Parçacıklardan oluşan bir sistem için enerji yaratılamaz ve yok edilemez. Bir biçimden diğerine geçmek zorundadır. Bu nedenle, birçok enerji türü vardır. Örnekler: mekanik enerji, kimyasal enerji ve potansiyel enerji.
Her tür enerji, farklı tür sistemlerde kullanılan enerjiyi tanımlamak için kullanılır. Örnek: Kimyasal enerji, çevredeki kimyasal değişikliklerden elde edilen enerjidir. Her enerji türünün farklı enerji denklemleri vardır.
Potansiyel enerji denklemi, E=mgh enerji için SI birimi de J'dir ve ayrıca N-m(Newton-metre) şeklinde de gösterilebilir.
İş ve Enerji Arasındaki Temel Farklar
- 'İş' ve 'enerji' terimlerinin farklı tanımları vardır. İş, bir cisme uygulanan kuvvet olarak tanımlanır. Uygulanan kuvvet cismin yön değiştirmesine veya yer değiştirmesine neden olmalıdır, ancak o zaman iş yapılır. Enerji ise bir nesne üzerinde iş üretme veya yaratma yeteneği olarak tanımlanır. Bir cismin iş görme yeteneğidir.
- İki kelimenin kökeni de farklıdır. 'Enerji' terimi, MÖ 4'te Aristo tarafından türetilmiştir. Yunanca 'Energia' kelimesinden türetilmiştir ve terim ortaya çıktığından beri kullanılmaktadır. İş ve enerji birbirine sıkı sıkıya bağlı terimler olmasına rağmen, işin türetilmesi çok daha sonra yapıldı. İlk olarak 1826'da Fransız matematikçi Gaspard-Gustave Coriolis tarafından icat edildi.
- Enerji ve iş skaler niceliktir, yani büyüklük yöne bağlı değildir. ancak yapılan iş yöne bağlıdır. Uygulanan kuvvet, cismin yer değiştirme yönü ile aynı yönde ise, yapılan iş pozitiftir ve bunun tersi de geçerlidir. Burada yapılan işin büyüklüğü yöne bağlı değildir, iş yapılmıştır. Enerji yöne bağlı değildir.
- Bir cisme yapılan iş için cismin yer değiştirmesi gerekir. Cisim belirli bir mesafe hareket edip başlangıç konumuna geri döndüğünde, mesafe sıfır olmasa da cismin yer değiştirmesi sıfırdır. Bu durumda yapılan iş de sıfırdır. Enerji tamamen nesnenin yer değiştirmesine bağlı değildir.
- İşin büyüklüğünü hesaplamak için denklem,
İş=kuvvet x yer değiştirme.
Enerji denklemi, farklı enerji türlerine göre değişir. Potansiyel enerji için denklem E=mgh iken, kinetik enerji için denklem E=1/2 kv^2'dir.
Çözüm
Enerji ve iş, bir parçacık sisteminin durumunu tanımlamak için kullanılan iki farklı fonksiyondur. İş, yer değiştirmeye neden olmak için uygulanan kuvvettir, enerji ise bir nesne tarafından yapılan işin kapasitesidir.
