Kütlesi $2kg$ olan bir cisim, sürtünmesiz yatay düzlemde $5m$ yol boyunca $10N$ büyüklüğünde sabit bir kuvvetin etkisiyle hareket ettiriliyor. Buna göre, kuvvetin cisim üzerinde yaptığı iş kaç Joule'dür?
A) $10$
B) $20$
C) $30$
D) $40$
E) $50$
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir cisim üzerinde yapılan işi hesaplayacağız. Fizikte iş kavramı, bir kuvvetin bir cismi kendi etki yönünde belirli bir mesafe boyunca hareket ettirmesiyle ilişkilidir. Haydi adım adım bu soruyu çözelim!
-
1. Soruda Verilen Bilgileri Belirleyelim:
- Cismin kütlesi ($m$) = $2kg$ (Bu bilgi, iş hesaplaması için doğrudan gerekli değildir, ancak soruda verilmiştir.)
- Uygulanan kuvvet ($F$) = $10N$
- Cismin hareket ettiği yol ($x$ veya $d$) = $5m$
- Düzlem sürtünmesizdir ve kuvvet sabittir. Bu, kuvvetin tüm yol boyunca aynı büyüklükte ve yönde olduğu anlamına gelir.
-
2. İş (Work) Kavramını Hatırlayalım:
- Fizikte yapılan iş ($W$), bir cisme uygulanan kuvvet ($F$) ile cismin kuvvet yönünde yer değiştirmesinin ($x$ veya $d$) çarpımına eşittir.
- Matematiksel olarak iş formülü şöyledir: $W = F \times x$ (veya $W = F \times d$).
- Burada kuvvet ile yer değiştirme aynı yönde olduğu için aralarındaki açı $0^\circ$'dir ve $\cos(0^\circ) = 1$ olduğu için formülümüz $W = F \times x$ şeklinde basitleşir.
- İşin birimi Joule'dür ($J$).
-
3. Formülü Uygulayalım ve Hesaplama Yapalım:
- Şimdi verilen değerleri iş formülünde yerine koyalım:
- $W = F \times x$
- $W = 10N \times 5m$
- $W = 50J$
-
4. Sonucu Belirtelim:
- Buna göre, kuvvetin cisim üzerinde yaptığı iş $50$ Joule'dür.
Cevap E seçeneğidir.
