7. sınıf fen bilimleri 1. dönem 2. yazılı 5. senaryo Test 4

Fiziksel anlamda iş yapabilmek için bir cisme ne uygulanmalı ve cisim ne yapmalıdır?

A) Kuvvet uygulanmalı ve hareket etmeli
B) Sadece kuvvet uygulanmalı
C) Sadece hareket etmeli
D) Kuvvet uygulanmalı ama hareket etmemeli

Sevgili öğrenciler, fiziksel anlamda iş kavramı günlük hayattaki "iş" kelimesinden biraz farklıdır. Fizikte bir işin yapıldığından bahsedebilmemiz için iki temel koşulun aynı anda gerçekleşmesi gerekir. Şimdi bu koşulları adım adım inceleyelim:

• Fiziksel Anlamda İş Nedir?

  Fizikte iş, bir cisme uygulanan kuvvetin, cismi kendi doğrultusunda hareket ettirmesiyle enerji transferi anlamına gelir. Yani, bir cisme enerji aktarımı söz konusu olduğunda iş yapılmış olur. Örneğin, bir kutuyu yerden kaldırırken veya bir arabayı iterken iş yaparız.

• Birinci Koşul: Kuvvet Uygulanmalı

  İş yapabilmek için öncelikle bir cisme kuvvet uygulanması şarttır. Kuvvet, cismin hareket etmesini sağlayacak itme veya çekme etkisidir. Eğer bir cisme herhangi bir kuvvet uygulanmıyorsa, o cisim üzerinde iş yapılması mümkün değildir.

• İkinci Koşul: Cisim Hareket Etmeli (Yer Değiştirmeli)

  Sadece kuvvet uygulamak iş yapmak için yeterli değildir. Uygulanan kuvvetin etkisiyle cismin hareket etmesi, yani yer değiştirmesi gerekir. Örneğin, bir duvara ne kadar kuvvetli iterseniz itin, duvar hareket etmediği sürece fiziksel anlamda duvar üzerinde iş yapmış olmazsınız. Uyguladığınız kuvvetin bir kısmı kendi enerjinizi harcamanıza neden olsa da, bu enerji duvara aktarılmadığı için fiziksel iş sayılmaz.

• İşin Formülü ve Koşulların Önemi

  Fizikte iş, genellikle $W = F \cdot d \cdot \cos\theta$ formülü ile ifade edilir. Burada $W$ yapılan işi, $F$ uygulanan kuvveti, $d$ cismin yer değiştirmesini ve $\theta$ ise kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıyı temsil eder. Bu formülden de anlaşıldığı gibi, eğer $F$ (kuvvet) sıfır olursa veya $d$ (yer değiştirme) sıfır olursa, yapılan iş $W$ da sıfır olur. Yani hem kuvvet hem de hareket (yer değiştirme) zorunludur.

• Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
• A) Kuvvet uygulanmalı ve hareket etmeli: Bu seçenek, yukarıda açıkladığımız iki temel koşulu da içerdiği için doğrudur. Fiziksel anlamda işin yapılabilmesi için hem bir kuvvetin uygulanması hem de bu kuvvetin etkisiyle cismin yer değiştirmesi (hareket etmesi) gerekir.
• B) Sadece kuvvet uygulanmalı: Cisim hareket etmediği sürece sadece kuvvet uygulamak fiziksel anlamda iş yapmak için yeterli değildir. Örneğin, bir duvarı itmek.
• C) Sadece hareket etmeli: Bir cismin hareket etmesi için mutlaka bir kuvvetin etkisi altında olması gerekir (sürtünmesiz ortamda sabit hızla hareket eden cisim üzerinde net iş yapılmaz, ancak hareketin başlaması için kuvvet gerekir). İşin tanımında kuvvetin varlığı esastır.
• D) Kuvvet uygulanmalı ama hareket etmemeli: Bu durumda cisim üzerinde fiziksel anlamda iş yapılmaz, çünkü yer değiştirme yoktur.

Bu açıklamalar ışığında, fiziksel anlamda iş yapabilmek için hem bir cisme kuvvet uygulanması hem de cismin bu kuvvetin etkisiyle hareket etmesi gerektiğini açıkça görüyoruz.

Cevap A seçeneğidir.