Sevgili öğrenciler, bu soruda bir öğrencinin bir çantayı belirli bir yüksekliğe çıkarırken harcadığı gücü hesaplayacağız. Güç, birim zamanda yapılan iş anlamına gelir. Adım adım ilerleyelim:
- 1. Adım: Yapılan İşi (Enerjiyi) Bulma
- Bir cismi yerden belirli bir yüksekliğe kaldırmak için yerçekimine karşı bir iş yaparız. Bu iş, cismin kazandığı potansiyel enerjiye eşittir. Potansiyel enerji (veya yapılan iş) formülü şöyledir:
- $W = m \times g \times h$
- Burada:
- $m$ = kütle (20 kg)
- $g$ = yerçekimi ivmesi (10 m/s²)
- $h$ = yükseklik (3 metre)
- Şimdi değerleri yerine koyarak yapılan işi hesaplayalım:
- $W = 20 \text{ kg} \times 10 \text{ m/s}^2 \times 3 \text{ m}$
- $W = 600 \text{ Joule}$
- Yani, öğrenci çantayı kaldırırken 600 Joule iş yapmıştır.
- 2. Adım: Gücü Hesaplama
- Güç, birim zamanda yapılan iş miktarıdır. Formülü şöyledir:
- $P = \frac{W}{t}$
- Burada:
- $P$ = Güç (Watt)
- $W$ = Yapılan iş (Joule) (1. adımda 600 Joule bulduk)
- $t$ = Süre (saniye) (Soruda 12 saniye olarak verilmiş)
- Şimdi değerleri yerine koyarak gücü hesaplayalım:
- $P = \frac{600 \text{ J}}{12 \text{ s}}$
- $P = 50 \text{ Watt}$
- Buna göre, öğrencinin çantayı kaldırırken harcadığı güç 50 Watt'tır.
Cevap B seçeneğidir.
