Esneklik potansiyel enerjisi nedir, nasıl hesaplanır, neye bağlıdır? Esneklik potansiyel enerji formülü, nasıl hesaplanır, açıklaması
Esneklik Potansiyel Enerjisi
Esneklik potansiyel enerjisi, esnek cisimlerde şekil değişikliği oluşturulması sırasında depolanan enerjidir. Buna bir örnek olmak üzere yay tamponda (sarmal bir çelik yayda) depolanan enerjiyi bulmaya çalışacağız.
Sarmal bir yayı, Şekildeki gibi, gererek boyunu x kadar uzattığımızı düşünelim. Yayı geren F kuvvetiyle x uzaması arasında
bağıntısı bulunduğunu biliyoruz. (Hooke Yasası).
Burada k sabiti, yayın birim uzaması için gerekli olan kuvvete eşitti ve birimi de N/m idi. -Yay, x kadar uzatılırken F=kx kuvveti bir iş yapar. Kuvveti uygulayan biz olduğumuz için işi yapan da biz oluruz. Yapılan iş kadar enerji harcarız ve bu enerji gerilen (ya da sıkışan) yayda depolanır. F=kx kuvveti x’e bağlı olarak değişen bir kuvvet olduğundan yaptığı işi F-x grafiğinin altındaki alandan bulabiliriz. Grafikteki gibidir. Taralı alan, F=kx kuvvetinin yaptığı işi dolayısıyla yayda depolanan enerjiyi verir. Şekle göre;
dir. O halde x kadar gerilen yayda depolanan enerji,
dir. Buradaki x uzunluğu, sıkışma da olsa potansiyel enerji yine kx²/2 dir. Bu değişimin grafiği Şekildeki gibidir. Grafikte +x0 uzamayı anlatıyorsa, -x0 sıkışmayı anlatır.