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

Bir cisim üzerinde yapılan işin büyüklüğü; I. Uygulanan kuvvetin büyüklüğü II. Cismin aldığı yolun uzunluğu III. Cismin kütlesi Yukarıdakilerden hangilerine bağlıdır?

A) Yalnız I
B) I ve II
C) II ve III
D) I, II ve III

Sevgili öğrenciler, bu soru, fizikteki temel kavramlardan biri olan "iş"in neye bağlı olduğunu anlamamızı istiyor. Haydi, adım adım bu kavramı inceleyelim.

• İş Nedir?

  Fizikte iş, bir cisme uygulanan kuvvetin, cismi kendi doğrultusunda hareket ettirmesi sonucunda yapılan enerji aktarımıdır. Yani, bir kuvvet uygulayıp cismi hareket ettiriyorsak, bir iş yapmış oluruz.

• İşin Formülü:

  Yapılan işin büyüklüğü ($W$) genellikle uygulanan kuvvetin büyüklüğü ($F$) ile cismin kuvvet doğrultusunda aldığı yolun uzunluğunun ($d$) çarpımı olarak ifade edilir. Matematiksel olarak bu ilişkiyi $W = F \cdot d$ şeklinde yazarız. Burada, kuvvet ve yol aynı doğrultuda kabul edilir.

• Seçenekleri Değerlendirelim:
  • I. Uygulanan kuvvetin büyüklüğü: İşin formülüne baktığımızda ($W = F \cdot d$), işin uygulanan kuvvetin büyüklüğü ($F$) ile doğru orantılı olduğunu görürüz. Kuvvet ne kadar büyükse, aynı yol için yapılan iş de o kadar büyük olur. Dolayısıyla, iş kuvvetin büyüklüğüne bağlıdır.
  • II. Cismin aldığı yolun uzunluğu: Yine formülden ($W = F \cdot d$) anlaşıldığı gibi, iş cismin aldığı yolun uzunluğu ($d$) ile de doğru orantılıdır. Aynı kuvvetle cismi ne kadar uzağa götürürsek, o kadar çok iş yapmış oluruz. Dolayısıyla, iş yolun uzunluğuna bağlıdır.
  • III. Cismin kütlesi: İşin temel tanımında ve formülünde ($W = F \cdot d$) cismin kütlesi doğrudan yer almaz. Kütle, bir cismi hızlandırmak için gereken kuvveti (Newton'un ikinci yasası $F=m \cdot a$) veya yerçekimi kuvvetini ($F_g = m \cdot g$) etkileyebilir, ancak yapılan işin büyüklüğü doğrudan uygulanan kuvvet ve alınan yola bağlıdır. Örneğin, aynı kuvvetle aynı mesafede itilen farklı kütleli iki cisim üzerinde, o kuvvet tarafından yapılan iş aynıdır. Kütle, işin doğrudan bir bileşeni değildir.
• Sonuç:

  Yukarıdaki değerlendirmelere göre, bir cisim üzerinde yapılan işin büyüklüğü uygulanan kuvvetin büyüklüğüne (I) ve cismin aldığı yolun uzunluğuna (II) bağlıdır.

Cevap B seçeneğidir.