📘 İş (W) Nedir?
Fizikte iş, bir cisme uygulanan kuvvetin, cismi kendi doğrultusunda hareket ettirmesi sonucu yapılan enerji aktarımıdır. 🎯 İşin gerçekleşmesi için kuvvet, yer değiştirme ve bu ikisinin aynı doğrultuda olması (veya bileşenlerinin olması) gerekir.
🧮 İş Formülü: W = F · Δx · cosα
İşin matematiksel ifadesi aşağıdaki gibidir:
- ✅ W: Yapılan iş (Joule, J)
- ✅ F: Uygulanan kuvvet (Newton, N)
- ✅ Δx: Yer değiştirme (Metre, m)
- ✅ α: Kuvvet vektörü ile yer değiştirme vektörü arasındaki açı
Formül: \( W = F \cdot \Delta x \cdot \cos\alpha \)
📐 Açının (α) İş Üzerindeki Etkisi
Kuvvet ile yer değiştirme aynı doğrultuda olmayabilir. Aradaki açı, yapılan işi doğrudan etkiler.
- ➡️ α = 0°: Kuvvet ve yer değiştirme aynı yönde. \( \cos0° = 1 \) olduğundan, W = F·Δx (Maksimum iş)
- ⬆️ α = 90°: Kuvvet, yer değiştirmeye dik. \( \cos90° = 0 \) olduğundan, W = 0 (İş yapılmaz)
- ↖️ α = 180°: Kuvvet, yer değiştirmeye zıt yönde. \( \cos180° = -1 \) olduğundan, W = -F·Δx (Negatif iş, sürtünme kuvveti gibi)
💡 Örneklerle Açıklama
Örnek 1: Yatay bir yolda 10 N'luk bir kuvvetle bir kutuyu 5 metre itiyorsunuz. Kuvvet yatay ve hareket yönünde (α=0°). Yapılan iş:
\( W = 10 \cdot 5 \cdot \cos0° = 10 \cdot 5 \cdot 1 = 50 \, \text{J} \)
Örnek 2: Bir çantayı yatayda taşıyorsunuz. Yer çekimi kuvveti (ağırlık) aşağı, hareket yatay (α=90°). Yer çekiminin yaptığı iş:
\( W = F \cdot \Delta x \cdot \cos90° = F \cdot \Delta x \cdot 0 = 0 \, \text{J} \)
⚡ Önemli Noktalar
- 📌 İş, skaler bir büyüklüktür (Yönü yok, sadece sayısal değeri var).
- 📌 Birimi Joule (J)'dür. \( 1 \, \text{J} = 1 \, \text{N} \cdot 1 \, \text{m} \)
- 📌 İş yapılabilmesi için mutlaka yer değiştirme olmalıdır.
- 📌 Kuvvetin sadece yer değiştirme doğrultusundaki bileşeni iş yapar.
