Bu tür bir enerji sorusunu çözerken enerjinin korunumu prensibini göz önünde bulundurmak önemlidir. Enerjinin korunumu ilkesine göre, sürtünmesiz bir ortamda potansiyel enerji ve kinetik enerjinin toplamı sabit kalır. Ancak burada sistem sürtünmeli, bu nedenle enerji kaybı olabilir.
K Noktasındaki Enerji Değerleri
K noktasında top 2h yüksekliğinde özgül bir potansiyel enerjiye sahiptir ve kinetik enerjisi sıfırdır, çünkü henüz hareket etmeye başlamamıştır. Grafik üzerinde verilen enerji değerlerine bakarak K noktasındaki potansiyel enerji miktarını bulabilirsiniz.
L ve M Noktasındaki Enerji Değişimi
- L Noktası: Top L noktasına ulaştığında ilk çıkış yüksekliğinin yarısına kadar düşmüştür. Burada potansiyel enerji minimum seviyededir ve kinetik enerji maksimumdur.
- M Noktası: M noktasında ise top biraz daha yükseğe çıkmıştır. Bu nedenle bir miktar potansiyel enerji kazanmış ancak yine de ilk durumdaki potansiyel enerjiye ulaşmamıştır.
Enerji Hesaplamaları
Enerji korunumu ve sürtünmeli sistem göz önünde bulundurularak, L ve M noktalarındaki enerji değerleri tabloda verilen seçeneklerle kıyaslanabilir:
-
L Noktasında:
- Potansiyel enerji yaklaşık sıfıra yakın olmalı.
- Kinetik enerji toplam enerjiye en yakın değer olmalı.
-
M Noktasında:
- Potansiyel enerji ilk duruma göre daha düşük olmalı.
- Kinetik enerji ise bu noktadaki potansiyel enerji farkıyla ilişkili olmalı.
Tabloyu kullanarak olasılığı değerlendirebiliriz:
[
\begin{array}{|c|c|c|c|}
\hline
\text{Seçenek} & \text{L Noktası Potansiyel} & \text{L Noktası Kinetik} & \text{M Noktası Potansiyel} & \text{M Noktası Kinetik} \
\hline
\text{A} & 0 & 100 & 50 & 50 \
\text{B} & 0 & 90 & 50 & 40 \
\text{C} & 0 & 80 & 50 & 20 \
\text{D} & 10 & 90 & 40 & 60 \
\hline
\end{array}
]
Çözüm
- L Noktası için en uygun değer, potansiyel enerjinin yaklaşık sıfır olduğu ve kinetik enerjinin en yüksek olduğu seçenektir.
- M Noktası için ise toplam enerjiye uygun bir denge arasında, potansiyel ve kinetik enerjinin paylaşıldığı seçenek uygun olacaktır.
Bu durumda, C Seçeneği (L: Potansiyel 0 J, Kinetik 80 J; M: Potansiyel 50 J, Kinetik 20 J) sürtünme etkisini de hesaba katarak uygun bir cevap gibi görülmektedir.
Bu bilgiler ışığında cevap C seçeneğidir. Uzun vadede bu tür pozisyonları doğru değerlendirmek enerji şekillerine hakimiyetin güçlendirilmesiyle sağlanabilir.