Bir cisim, yatay düzlemde $F$ kuvvetinin etkisiyle $x$ kadar yer değiştiriyor. Kuvvet-yer değiştirme grafiği şekildeki gibidir. Buna göre, cisim üzerinde yapılan iş kaç Joule'dür? (Grafik: $F$ ekseni $0 \text{ N}$'dan $10 \text{ N}$'a kadar sabit, $x$ ekseni $0 \text{ m}$'den $5 \text{ m}$'ye kadar.)
A) 10Merhaba öğrenciler, bu soruyu adım adım ve anlaşılır bir şekilde çözelim. Unutmayın, fizik sorularını çözerken sakin olmak ve temel kavramları hatırlamak çok önemlidir.
Bu soruda, kuvvet-yer değiştirme grafiği verilen bir cisim üzerinde yapılan işi hesaplamamız isteniyor. Fizikte yapılan iş, kuvvet ile yer değiştirmenin çarpımına eşittir. Ancak, kuvvet sabit değilse (grafikteki gibi), yapılan işi grafiğin altında kalan alanı bularak hesaplarız.
Grafiğe baktığımızda, kuvvetin sabit bir değerde (10 N) olduğunu ve yer değiştirmenin 0 metreden 5 metreye kadar değiştiğini görüyoruz. Bu durumda, grafiğin altında kalan alan bir dikdörtgen oluşturur.
Dikdörtgenin alanı, uzun kenarı ile kısa kenarının çarpımına eşittir. Bu soruda, uzun kenar kuvvetin değeri (10 N) ve kısa kenar yer değiştirmenin miktarı (5 m) olacaktır.
Alan = Kuvvet × Yer Değiştirme = $F \cdot x$
Alan = $10 \text{ N} \cdot 5 \text{ m} = 50 \text{ N.m}$
Kuvvetin birimi Newton (N) ve yer değiştirmenin birimi metre (m) olduğunda, yapılan işin birimi Newton.metre (N.m) olur. 1 N.m, 1 Joule (J) olarak tanımlanır. Bu nedenle, yapılan iş 50 Joule'dür.
Hesaplamalarımıza göre, cisim üzerinde yapılan iş 50 Joule'dür.
Cevap E seçeneğidir.
