|
== Genel ==
Enerji skaler bir büyüklüktür ve bir sistemin mekanik enerjisi; konumu ile ölçülen potansiyel enerjisi ile hareketiyle ölçülen kinetik enerjisinin toplamına eşittir:<ref name="Access CL"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Wilczek | first = Frank | encyclopedia = AccessScience | title = Conservation laws (physics) | url = http://www.accessscience.com/abstract.aspx?id=757423&referURL=http%3a%2f%2fwww.accessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dConservation%2blaws%2b%28physics%29%26id%3d757423 | accessdate = 2011-08-26 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref><ref name="Britannica mechE"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| encyclopedia = [[Encyclopædia Britannica|The New Encyclopædia Britannica: Micropædia: Ready Reference]] | title = mechanical energy | accessdate = 2011-08-25 | edition = 15th | year = 2003 | volume = 7}}</ref>
:<math>E_{mekanik}=U+K\,</math>
Eğer bir cisim ya da sistem yalnızca konservatif kuvvetlerin etkisindeyse, mekanik enerjinin korunumu yasası bu cisim ya da sistemin toplam mekanik enerjinin sabit olduğunu ifade eder.<ref name="Jain12">{{Harvnb|Jain|2009|p=12}}</ref> Konservatif ile konservatif olmayan kuvvet arasındaki fark şöyle açıklanabilir: Konservatif bir kuvvetin bir cismi bir yerden bir yere götürürken yaptığı iş yoldan bağımsız iken, konservatif olmayan bir kuvvet bir cisme etki ettiğinde bu kuvvet tarafından yapılan iş yoldan bağımsız değildir.<ref name="MIT Physics"> {{cite web | url = http://web.mit.edu/8.02t/www/materials/modules/ReviewD.pdf | başlık = Review D: Potential Energy and the Conservation of Mechanical Energy | erişimtarihi = 2011-08-03 | son = Department of Physics | format = PDF | yayımcı = [[Massachusetts Institute of Technology]]}}</ref>
Potansiyel enerji, ''U'', konservatif bir kuvvete tabi olan bir cismin konumuna bağlıdır. Bir cismin [[İş (fizik)|iş]] yapabilme yeteneği olarak tanımlanır ve üzerine etki eden net kuvvetin tersi yönünde ilerledikçe büyüklüğü artar.{{#tag:ref|It is important to note that when measuring mechanical energy, an object is considered as a whole, as it is stated by [[Isaac Newton]] in his ''[[Principia Mathematica Philosophiae Naturalis|Principia]]'': "The motion of a whole is the same as the sum of the motions of the parts; that is, the change in position of its parts from their places, and thus the place of a whole is the same as the sum of the places of the parts and thereore is internal and in the whole body."<ref name="Newton409">{{Harvnb|Newton|1999|p=409}}</ref>|group="nb"}}<ref name="Access CL"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Wilczek | first = Frank | encyclopedia = AccessScience | title = Conservation laws (physics) | url = http://www.accessscience.com/abstract.aspx?id=757423&referURL=http%3a%2f%2fwww.accessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dConservation%2blaws%2b%28physics%29%26id%3d757423 | accessdate = 2011-08-26 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref> Eğer ''F'' konservatif bir kuvveti ve ''x'' de yolu temsil ederse; kuvvetin ''x<sub>1</sub>'' ve ''x<sub>2</sub>'' arasındaki potansiyel enerjisi ''F''{{'}}in ''x<sub>1</sub>''{{'}}den ''x<sub>2</sub>''{{'}}ye negatif integrali olarak tanımlanır:<ref name="tamuk"> {{cite web | url = http://physics.tamuk.edu/~suson/html/2325/PotentialEnergy.html | başlık = Potential Energy | erişimtarihi = 2011-08-25 | yayımcı = Texas A&M University–Kingsville}}</ref>
:<math>U = - \int\limits_{x_1}^{x_2} \vec{F}\cdot d\vec{x}</math>
Kinetik enerji, ''K'', cismin süratine bağlıdır ve başka bir cisme çarptığında o cisim üzerinde iş yapabilme yeteneğidir.{{#tag:ref|Fizikte, sürat skaler; [[hız]] vektörel bir niceliktir. Yani hız yönü olan bir büyüklük iken sürat bu vektörel niceliğin şiddetidir.<ref name="Brodie129-131">{{Harvnb|Brodie|1998|pp=129–131}}</ref><ref name="AccessSp"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Rusk | first = Rogers D. | encyclopedia = AccessScience | title = Speed | url = http://accessscience.com/abstract.aspx?id=643200&referURL=http%3a%2f%2faccessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dspeed%26id%3d643200 | accessdate = 2011-08-28 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref><ref name="AccessVe"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Rusk | first = Rogers D. | encyclopedia = AccessScience | title = Velocity | url = http://accessscience.com/abstract.aspx?id=729500&referURL=http%3a%2f%2faccessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dvelocity%26id%3d729500 | accessdate = 2011-08-28 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref>|group="nb"}}<ref name="Brodie101">{{Harvnb|Brodie|1998|p=101}}</ref> Cismin kütlesinin yarısı ile süratinin karesinin çarpımı olarak tanımlanır. Cisimlerden oluşan bir sistemin toplam kinetik enerjisi bu cisimlerin ayrı ayrı kinetik enerjileri toplamına eşittir:<ref name="Access CL"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Wilczek | first = Frank | encyclopedia = AccessScience | title = Conservation laws (physics) | url = http://www.accessscience.com/abstract.aspx?id=757423&referURL=http%3a%2f%2fwww.accessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dConservation%2blaws%2b%28physics%29%26id%3d757423 | accessdate = 2011-08-26 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref><ref name="Jain9">{{Harvnb|Jain|2009|p=9}}</ref>
:<math>K={1 \over 2}mv^2</math>
== Enerjinin korunumu ve dönüşümü ==
[[Enerjinin korunumu yasası]], klasik mekaniğin üç korunum yasası arasında en önemlisi olarak değerlendirilir.{{#tag:ref|Diğer korunum yasaları [[Momentum#Çizgisel momentumun korunumu|çizgisel momentumun korunumu]] ve [[açısal momentum|Açısal momentumun korunumudur]].<ref name="Access CL"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Wilczek | first = Frank | encyclopedia = AccessScience | title = Conservation laws (physics) | url = http://www.accessscience.com/abstract.aspx?id=757423&referURL=http%3a%2f%2fwww.accessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dConservation%2blaws%2b%28physics%29%26id%3d757423 | accessdate = 2011-08-26 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref>|group="nb"}} Bu yasaya göre ideal bir sistemin mekanik enerjisi, cisimlerin çarpışması sırasında oluşabilecek iç sürtünmeler de buna dahil olmak üzere, sürtünme kuvvetlerinden bağımsız olduğu sürece zaman içerisinde sabit kalır. Gerçekte, sürtünme kuvvetleri ve diğer konservatif olamayan kuvvetler her zaman mevcuttur fakat çoğu zaman bu kuvvetlerin etkisi yok denecek kadar azdır ve mekanik enerjinin korunumu ilkesi makul bir yaklaşık değerle kabul edilebilir. İdeal bir sistemde enerji, yoktan var ya da vardan yok edilemese de başka enerji türlerine dönüştürülebilir.<ref name="Access CL"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Wilczek | first = Frank | encyclopedia = AccessScience | title = Conservation laws (physics) | url = http://www.accessscience.com/abstract.aspx?id=757423&referURL=http%3a%2f%2fwww.accessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dConservation%2blaws%2b%28physics%29%26id%3d757423 | accessdate = 2011-08-26 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref><ref name="Access CoE"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = E. Roller | first = Duane | coauthors = Leo Nedelsky | encyclopedia = AccessScience | title = Conservation of energy | url = http://www.accessscience.com/abstract.aspx?id=157600&referURL=http%3a%2f%2fwww.accessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dconservation%2bof%2benergy%26id%3d157600 | accessdate = 2011-08-26 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref>
[[Dosya:Pendulum animation.gif|200px|thumb|Hız vektörü (yeşil) ve ivme vektörü (mavi) ile gösterilen bir sarkaç. Hız vektörünün şiddeti, yani sürat, dikey konumda en yüksek değerini alır. Sarkaç da en uç noktalarda Yeryüzü'nden en uzak konumuna ulaşır.]]
Bu yüzden, havanın direnç kuvveti ve mildeki sürtünmenin ihmal edilebildiği sallanan sarkaç gibi konservatif [[Newton'ın evrensel kütleçekim yasası|yer çekimi kuvvetine]] tabi tutulan mekanik sistemlerde, enerji; kinetik ve potansiyel olarak birbirine dönüşür ve asla sistemi terketmez. Sarkaç dikey konumdayken Yeryüzü'ne en yakın noktada olması ve süratinin en yüksek olması nedeniyle en yüksek kinetik enerji, en düşük potansiyel enerjiye bu konumda sahip olur. Diğer bir açıdan, sarkaç; salınımın en uç noktalarına ulaştığında sürati sıfır olacağından ve Yeryüzü'nden en uzak noktaya varacağından bu konumda kinetik enerjisi en düşük ve potansiyel enerjisi de en yüksek değerini alır. Fakat işin içine sürtünme kuvvetleri dahil edildiğinde, sarkaç bu konservatif olmayan kuvvetlere karşı koymak için iş yapacağından, sistem her salınımda mekanik enerji kaybedecektir.<ref name="Britannica mechE"> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| encyclopedia = [[Encyclopædia Britannica|The New Encyclopædia Britannica: Micropædia: Ready Reference]] | title = mechanical energy | accessdate = 2011-08-25 | edition = 15th | year = 2003 | volume = 7}}</ref>
Sistemdeki bu tarz bir enerji kaybının sıcaklık değerini artırdığı amatör fizikçi [[James Prescott Joule]] tarafından keşfedildi. Fizikçi, sürtünmeye karşı yapılan belli bir miktarda işin belirli bir [[ısı]] değerine dönüştüğünü deneysel olarak ispatladı.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| encyclopedia = Scientists: Their Lives and Works | başlık = James Prescott Joule | accessdate = 2011-08-28 | year = 2006 | publisher = Gale}} as cited on {{cite web | url = http://www.gale.cengage.com/InContext/resources.htm | başlık= Student Resources in Context | erişimtarihi = 2011-08-28 | yayımcı = Gale}}</ref> Mekanik enerji ile ısı arasındaki bu denklik, çarpışan cisimler göz önüne alındığında oldukça önemlidir. [[Esnek çarpışma]]da enerji korunur, yani çarpışan cisimlerin kinetik enerjileri toplamı çarpışmadan önce ve sonra aynıdır. Fakat esnek olmayan bir çarpışmadan sonra sistemin toplam mekanik enerjisi değişir. Genelde çarpışmadan sonraki toplam mekanik enerji, ilk toplam mekanik enerjiden düşüktür ve kayıp kısım ısıya dönüşür. Fakat yine de esnek olmayan bir çarpışmadan sonra, örneğin çarpışma [[kimyasal enerji]]nin mekanik enerjiye dönüşmesine neden olmuşsa, son mekanik enerji daha büyük çıkabilir.
== Dönüşümü ==
Günümüzde birçok teknolojik araç mekanik enerjiyi diğer enerji türlerine ya da aksi yönde dönüştürebilmektedir.
*[[Elektrik motoru]], [[Elektriksel potansiyel enerji|elektrik enerjisini]] mekanik enerjiye çevirir.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Kopicki | first = Ronald J. | editor = Kutler, Stanley I. | encyclopedia = Dictionary of American History | title = Electrification, Household | accessdate = 2011-09-07 | edition = 3rd | year = 2003 | publisher = Charles Scribner's Sons | volume = 3 | location = New York | pages = 179–183}} as cited on {{cite web | url = http://www.gale.cengage.com/InContext/resources.htm | başlık = Student Resources in Context | erişimtarihi = 2011-09-07 | yayımcı = Gale}}</ref><ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| editor = Lerner, K. Lee; Lerner, Brenda Wilmoth | encyclopedia = The Gale Encyclopedia of Science | title = Electric motor | accessdate = 2011-09-07 | edition = 4th | year = 2008 | publisher = Gale | location = Detroit}} as cited on {{cite web | url = http://www.gale.cengage.com/InContext/resources.htm | başlık = Student Resources in Context | erişimtarihi = 2011-09-07 | yayımcı = Gale}}</ref><ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| encyclopedia = U*X*L Encyclopedia of Science | title = Electric motor | accessdate = 2011-09-07 | year = 2007 | publisher = U*X*L}} as cited on {{cite web | url = http://www.gale.cengage.com/InContext/resources.htm | başlık = Student Resources in Context | erişimtarihi = 2011-09-07 | yayımcı = Gale}}</ref>
*[[Elektrik Üreteci|Jeneratör]], mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| encyclopedia = U*X*L Encyclopedia of Science | title = Generator | accessdate = 2011-10-09 | date = 2007-07-16 | year = 2007 | publisher = U*X*L}} as cited on {{cite web | url = http://www.gale.cengage.com/InContext/resources.htm | başlık = Student Resources in Context | erişimtarihi = 2011-10-09 | yayımcı = Gale}}</ref>
*[[İçten yanmalı motor]], [[yakıt]] yakarak kimyasal enerjiden mekanik enerji elde eden bir [[Soğutma çevrimi|ısı motorudur]]. Bu motor bu mekanik enerjiden genellikle elektrik üretir.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| editor = Lerner, K. Lee; Lerner, Brenda Wilmoth | encyclopedia = The Gale Encyclopedia of Science | title = Internal combustion engine | accessdate = 2011-10-09 | edition = 4th | year = 2008 | publisher = Gale | location = Detroit}} as cited on {{cite web | url = http://www.gale.cengage.com/InContext/resources.htm | başlık = Student Resources in Context | erişimtarihi = 2011-10-09 | yayımcı = Gale}}</ref>
*[[Buhar makinesi]], buharın [[ısı|ısı enerjisini]] mekanik enerjiye dönüştürür.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| encyclopedia = U*X*L Encyclopedia of Science | title = Steam engine | accessdate = 2011-10-09 | date = 2007-07-16 | year = 2007 | publisher = U*X*L}} as cited on {{cite web | url = http://www.gale.cengage.com/InContext/resources.htm | başlık = Student Resources in Context | erişimtarihi = 2011-10-09 | yayımcı = Gale}}</ref>
*[[Türbin]], gaz ya da sıvı bir akımının kinetik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| editor = Lerner, K. Lee; Lerner, Brenda Wilmoth | encyclopedia = The Gale Encyclopedia of Science | title = Turbine | accessdate = 2011-10-09 | edition = 4th | year = 2008 | publisher = Gale | location = Detroit}} as cited on {{cite web | url = http://www.gale.cengage.com/InContext/resources.htm | başlık = Student Resources in Context | erişimtarihi = 2011-10-09 | yayımcı = Gale}}</ref>
== Diğer türlerden ayrılışı ==
Farklı enerji türleri farklı doğa bilimlerinin sınırları içerisinde incelenir.
*[[Kimyasal enerji]], [[kimyasal bağ]]ların sahip olduğu bir nevi [[potansiyel enerji]]dir ve [[kimya]] dalı içerisinde incelenir.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Atkins | first = Peter W. | encyclopedia = AccessScience | title = Chemical energy | url = http://accessscience.com/abstract.aspx?id=127100&referURL=http%3a%2f%2faccessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dchemical%2benergy%26id%3d127100 | accessdate = 2011-10-17 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref>
*Nükleer potansiyel enerji, [[atom çekirdeği]]ndeki enerjidir ve [[çekirdek fiziği]] sınırları içerisinde incelenir.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Duckworth | first = Henry E. | coauthors = Wilkinson, D. H. | encyclopedia = AccessScience | title = Nuclear binding energy | url = http://accessscience.com/abstract.aspx?id=457950&referURL=http%3a%2f%2faccessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dnuclear%2benergy%26id%3d457950 | accessdate = 2011-10-17 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref>
*[[Işınım erkesi|Elektromanyetik enerji]]; elektrik yükü, manyetik alan ve [[foton]] formundadır. [[Elektromanyetizma]] çerçevesinde incelenir.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Hartwig | first = William H. | encyclopedia = AccessScience | title = Electrical energy measurement | url = http://accessscience.com/abstract.aspx?id=218350&referURL=http%3a%2f%2faccessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dElectrical%2benergy%2bmeasurement%26id%3d218350 | accessdate = 2011-10-17 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref><ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Smythe | first = William R. | encyclopedia = AccessScience | title = Electromagnetic radiation | url = http://accessscience.com/abstract.aspx?id=222700&referURL=http%3a%2f%2faccessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dElectromagnetic%2bradiation%26id%3d222700 | accessdate = 2011-10-17 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref>
*[[Kuantum mekaniği]]ndeki çeşitli enerji formları, örn. bir atomdaki [[elektron]]ların enerji seviyeleri.<ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = Gerjuoy | first = Edward | encyclopedia = AccessScience | title = Quantum mechanics | url = http://accessscience.com/abstract.aspx?id=562900&referURL=http%3a%2f%2faccessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dQuantum%2bmechanics%26id%3d562900 | accessdate = 2011-10-17 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref><ref> {{cite encyclopediaAnsiklopedi kaynağı| last = March-Russell | first = John | encyclopedia = AccessScience | title = Energy level (quantum mechanics) | url = http://accessscience.com/abstract.aspx?id=232800&referURL=http%3a%2f%2faccessscience.com%2fcontent.aspx%3fsearchStr%3dEnergy%2blevel%2b%28quantum%2bmechanics%29%26id%3d232800 | accessdate = 2011-10-17 | year = 2008 | publisher = McGraw-Hill Companies}}</ref>
| 