İş (Fizikte "iş") bir kuvvetin bir cismi hareket ettirirken yaptığı enerjidir. Kısaca hangi durumlarda iş yapılacağını ve nelere bağlı olduğunu şöyle özetleyebiliriz:
- Kuvvetin büyüklüğü (F): Daha büyük kuvvet, aynı yönde ve aynı yer değiştirmede daha fazla iş yapar.
- Yer değiştirme (s): Cismin hareket ettiği mesafe ne kadar büyükse yapılan iş o kadar büyüktür.
- Kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açı (θ): Kuvvetin hareket yönündeki bileşeni iş yapar. Formül: W = F · s · cos(θ).
- Yer değiştirmenin olup olmaması: Hareket yoksa (s = 0) yapılan iş sıfırdır.
- Kuvvetin sabit veya değişken olması: Sabit kuvvet için yukarıdaki formül kullanılır; kuvvet değişkense iş yolu boyunca integral ile hesaplanır: W = ∫ F · ds.
- Kuvvetin türü (koruyucu/koruyucu olmayan): Örneğin sürtünme gibi koruyucu olmayan kuvvetlerin yaptığı iş yoluna bağlıdır; yerçekimi gibi koruyucu kuvvetlerde iş sadece başlangıç ve bitiş noktalarına bağlıdır.
- İşin işareti: Kuvvet hareket yönüyle aynı yönde ise iş pozitif, ters yöndeyse negatif olur.
Örnek:
Örnek 1: Yatay yönde 10 N kuvvetle 3 m itilen bir kutu: W = 10 · 3 · cos0° = 30 J.
Örnek 2: 2 kg bir kitabı 0.5 m yukarı kaldırmak: W = m·g·h ≈ 2 · 9.8 · 0.5 = 9.8 J (burada kuvvet yerçekimine karşı yapıldığından F = mg).
Örnek 3: Aynı kitabı yatay yürüyerek taşırsan, yer değiştirme yatay olduğundan kitabın ağırlığının yaptığı iş W = mg·s·cos90° = 0 J (ağırlığın yaptığı iş sıfırdır).
İpucu:
İpucu: Hesaplamada hep kuvvetin yer değiştirme doğrultusundaki bileşenini (F cosθ) kullan. Açı 90° ise yapılan iş sıfır olur, 0° ise maksimum (pozitif), 180° ise negatif olur.
Yaygın Hata:
Sık yapılan hata: Alınan yol ile yer değiştirmeyi karıştırmak. İş, düz çizgideki yer değiştirmeye bağlıdır; ancak sürtünme gibi kuvvetlerde yol (örneğin daha uzun bir rota) önemli olur. Bir diğer hata: kuvvetin büyüklüğünü direkt kullanmak yerine hareket doğrultusundaki bileşeni kullanılmalıdır.
Ek faydalı not: Yay kuvveti gibi değişken kuvvetlerde örneğin Hooke kanunu için yapılan iş W = 1/2 k x^2 ile bulunur (k: yay sabiti, x: uzama).
🤔 İlgili Sorular:- Bu bilgi gerçek hayatta ne işime yarayacak?
- Kuvvet değişkense işi nasıl hesaplarız?
- İş ile kinetik enerji arasındaki bağlantı nedir?