10. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı 3. senaryo Test 3

Aşağıdaki ifadelerden hangisi iş kavramı için yanlıştır?

A) İş, bir kuvvetin bir cismi kendi etki doğrultusunda yer değiştirmesiyle yapılır.
B) İşin birimi Joule'dür.
C) Bir kuvvetin yaptığı iş negatif olabilir.
D) Kuvvet ve yer değiştirme birbirine dik ise iş yapılmaz.
E) İş, skaler bir büyüklüktür ve yönü vardır.

Merhaba sevgili öğrenciler, iş kavramı fizikte temel bir konudur. Bir kuvvetin bir cisim üzerinde iş yapabilmesi için hem kuvvet uygulaması hem de bu kuvvetin etkisiyle cismin yer değiştirmesi gerekir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyerek hangisinin yanlış olduğunu bulalım:

• A) İş, bir kuvvetin bir cismi kendi etki doğrultusunda yer değiştirmesiyle yapılır.

  Bu ifade, işin temel tanımıdır. Fizikte iş $(W)$, bir cisme uygulanan kuvvet $(F)$ ile cismin kuvvet doğrultusundaki yer değiştirmesinin $(\Delta x)$ çarpımı olarak tanımlanır. Eğer kuvvet ve yer değiştirme aynı doğrultudaysa, iş pozitif olur. Bu ifade doğrudur.

• B) İşin birimi Joule'dür.

  Uluslararası Birim Sistemi'ne (SI) göre işin birimi Joule (Joule) olarak belirlenmiştir. Bir Joule, bir Newton'luk kuvvetin bir cismi kendi doğrultusunda bir metre yer değiştirmesiyle yapılan işe eşittir ($1 \text{ J} = 1 \text{ N} \cdot 1 \text{ m}$). Bu ifade doğrudur.

• C) Bir kuvvetin yaptığı iş negatif olabilir.

  Evet, iş negatif olabilir. Eğer uygulanan kuvvetin yönü ile cismin yer değiştirme yönü birbirine zıt ise (örneğin sürtünme kuvveti), kuvvetin yaptığı iş negatif olur. Matematiksel olarak, iş $W = F \cdot \Delta x \cdot \cos\theta$ formülüyle hesaplanır. Eğer $\theta = 180^\circ$ ise, $\cos(180^\circ) = -1$ olacağından iş negatif çıkar. Bu ifade doğrudur.

• D) Kuvvet ve yer değiştirme birbirine dik ise iş yapılmaz.

  Eğer uygulanan kuvvet ile cismin yer değiştirme yönü birbirine dik ise ($\theta = 90^\circ$), bu kuvvetin yaptığı iş sıfırdır. Çünkü $\cos(90^\circ) = 0$ olduğu için $W = F \cdot \Delta x \cdot \cos(90^\circ) = F \cdot \Delta x \cdot 0 = 0$ olur. Örneğin, bir çantayı yatayda sabit hızla taşırken, yer çekimi kuvveti (aşağı yönlü) ile yer değiştirme (yatay) birbirine dik olduğu için yer çekimi kuvveti iş yapmaz. Bu ifade doğrudur.

• E) İş, skaler bir büyüklüktür ve yönü vardır.

  İş, sadece büyüklüğü olan, yönü olmayan bir skaler büyüklüktür. Enerji gibi, iş de skalerdir. Skaler büyüklüklerin yönü yoktur; yönü olan büyüklüklere vektörel büyüklükler denir (örneğin kuvvet, hız, ivme). Bu ifade, işin skaler bir büyüklük olduğu kısmıyla doğru başlasa da, "ve yönü vardır" ifadesiyle çelişmektedir. Dolayısıyla, bu ifade yanlıştır.

Cevap E seçeneğidir.