Bir cisme etki eden kuvvetin yer değiştirmeye bağlı grafiği şekildeki gibidir. (Kuvvet $10 \text{ N}$ sabit olup, cisim $0 \text{ m}$'den $5 \text{ m}$'ye kadar yer değiştirmektedir.) Buna göre, cisim $5 \text{ m}$ yer değiştirdiğinde kuvvetin yaptığı iş kaç Joule olur?
A) 10Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu adım adım çözerek kuvvetin yaptığı işi nasıl bulacağımızı öğrenelim.
Fizikte iş (W), bir kuvvetin bir cismi belirli bir mesafe boyunca hareket ettirmesiyle yapılan enerji transferidir. Sabit bir kuvvetin yaptığı iş, kuvvet ile yer değiştirmenin çarpımına eşittir. Formülümüz: $W = F \cdot \Delta x$
Burada:
Soruda verilenleri not alalım:
Şimdi formülümüzü kullanarak işi hesaplayalım:
$W = F \cdot \Delta x = 10 \text{ N} \cdot 5 \text{ m} = 50 \text{ Joule}$
Kuvvet-yer değiştirme grafiğinde yapılan iş, grafiğin altında kalan alana eşittir. Bu durumda, grafiğimiz bir dikdörtgen oluşturur. Dikdörtgenin alanı, taban (yer değiştirme) ile yüksekliğin (kuvvet) çarpımına eşittir. Yani, alan = $5 \text{ m} \cdot 10 \text{ N} = 50 \text{ Joule}$. Bu da bulduğumuz sonucu doğrular.
Gördüğünüz gibi, kuvvetin yaptığı iş 50 Joule'dür.
Cevap C seçeneğidir.
