Merhaba Sevgili Öğrencilerim,
Bugün fen bilimleri dersimizde iş, kuvvet ve yer değiştirme kavramlarını daha yakından inceleyeceğiz. Görseldeki bilgileri ve örnekleri birlikte analiz ederek bu konuları en iyi şekilde anlayalım.
Fiziksel anlamda iş, uygulanan kuvvetin büyüklüğü ve kuvvet doğrultusunda yer değiştirmenin büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Bu kavramların uluslararası birim sistemindeki karşılıklarını da bir tablo üzerinde görelim.
| Büyüklük | Birim | Birim sembolü |
| ————— | ——————— | ————- |
| Kuvvet | Newton | N |
| Yer değiştirme | Metre | m |
| İş | Newton · Metre (Joule) | N · m (J) |
Şimdi de görsellerdeki örneklerle bu kavramları pekiştirelim.
**Şekil-1’de** dinamometreye asılı bir cisme 1 N’luk kuvvet uygulayarak cismi 1 m yer değiştirdiğimizde 1 J’lük iş yapmış oluruz. Eğer aynı cisme kuvvet doğrultusunda 2 m yer değiştirdiğimizde ise 2 J’lük iş yapmış oluruz.
Şimdi bu durumu açıklayalım:
Şekil-1 Açıklaması:
Görselde bir dinamometre görüyoruz. Dinamometre, bir cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğünü ölçen alettir.
- İlk durumda, dinamometre 1 N‘luk bir kuvveti gösteriyor. Bu kuvvetle cisim 1 m aşağı doğru hareket ettiriliyor.
- Bu durumda yapılan işi hesaplamak için kuvvet ile yer değiştirmeyi çarparız:
$İş = Kuvvet times Yer değiştirme$
$İş = 1 N times 1 m = 1 J$
Yani 1 Newton’luk kuvvetle 1 metre yer değiştirme yapıldığında 1 Joule’lük iş yapılmış olur.
- İkinci durumda ise, dinamometre yine 1 N‘luk bir kuvveti gösteriyor. Ancak bu sefer cisim 2 m aşağı doğru hareket ettiriliyor.
- Bu durumda yapılan işi hesaplayalım:
$İş = Kuvvet times Yer değiştirme$
$İş = 1 N times 2 m = 2 J$
Dolayısıyla, aynı kuvvetle daha fazla yer değiştirme yapıldığında daha fazla iş yapılmış olur.
**Şekil-2’de** ise A ve B dinamometrelerinde asılı cisimler 1 m yüksekliğindeki masanın üzerine kaldırıldığında yer değiştirme aynı olduğu hâlde uygulanan kuvvete bağlı olarak fiziksel anlamda yapılan işin büyüklüğü değişir. 1 N’luk cisim 1 m yükseliğe kaldırıldığında 1 J’lük iş yapılırken 2 N’luk bir cisim 1 m yükseliğe kaldırıldığında 2 J’lük iş yapılmış olur.
Şimdi bu durumu da açıklayalım:
Şekil-2 Açıklaması:
Bu görselde de dinamometreler ve cisimler var. Burada dikkat etmemiz gereken, cisimlerin kütlelerinin farklı olması ve bu kütlelerin neden olduğu kuvvetin farklı olması.
- A dinamometresindeki cisim: 1 N’luk bir kuvvet gerektiriyor. Cisim 1 m yükseltiliyor.
- Bu durumda yapılan iş:
$İş = Kuvvet times Yer değiştirme$
$İş = 1 N times 1 m = 1 J$
Yani 1 Newton’luk kuvvetle 1 metre yükseltme yapıldığında 1 Joule iş yapılır.
- B dinamometresindeki cisim: 2 N’luk bir kuvvet gerektiriyor. Cisim yine 1 m yükseltiliyor.
- Bu durumda yapılan iş:
$İş = Kuvvet times Yer değiştirme$
$İş = 2 N times 1 m = 2 J$
Gördüğünüz gibi, aynı mesafede yer değiştirme olsa bile, daha büyük bir kuvvet uygulandığında daha fazla iş yapılmış oluyor.
Önemli Bir Nokta:
Yüksekten düşen bir top da fiziksel anlamda iş yapar. Topu aşağı doğru çeken kuvvet yer çekimidir ve top bu kuvvet doğrultusunda yer değiştirmektedir.
Yapılan bir işin fiziksel anlamda sayılabilmesi için mutlaka cismin uygulanan kuvvetle aynı doğrultuda yer değiştirmesi gerekir. Ne kadar kuvvet uygulanırsa uygulansın eğer cisim kuvvet doğrultusunda yer değiştirmiyorsa fiziksel anlamda iş yapılmış olmaz.
Görseldeki Son Örnek: Bebek Arabası İtme
Görselde bir kişinin bebek arabasını ittiğini görüyoruz. Bu durumda kişi, bebek arabasına bir kuvvet uygular ve arabayı ileri doğru hareket ettirir. Arabanın ileri doğru hareket etmesi yani yer değiştirmesi olduğu için, burada fiziksel anlamda iş yapılmış olur.
Umarım bu açıklamalar iş kavramını daha iyi anlamanıza yardımcı olmuştur. Aklınıza takılan sorular olursa lütfen sormaktan çekinmeyin!