Fiziksel anlamda iş yapabilmek için gerekli şartlar nelerdir?
A) Kuvvet uygulanmalı ve cisim kuvvet doğrultusunda hareket etmeli.
B) Sadece kuvvet uygulanması yeterlidir.
C) Sadece cismin hareket etmesi yeterlidir.
D) Cismin sabit hızla hareket etmesi gerekir.
Fiziksel anlamda iş (work) yapabilmek, günlük dildeki "iş yapmak" kavramından biraz farklıdır. Fizikte bir kuvvetin iş yapabilmesi için belirli şartların aynı anda gerçekleşmesi gerekir. Bu şartları adım adım inceleyelim:
- Kuvvet Uygulanması: Bir cisme iş yapabilmek için öncelikle o cisme bir kuvvet uygulanmalıdır. Eğer bir cisme kuvvet uygulanmıyorsa, o cisim üzerinde iş yapılmaz. Örneğin, bir kitabı masadan kaldırmak için bir kuvvet uygulamamız gerekir.
- Yer Değiştirme (Hareket): Uygulanan kuvvetin bir iş yapabilmesi için, kuvvetin etkisiyle cismin yer değiştirmesi, yani hareket etmesi gerekir. Eğer bir cisme kuvvet uyguluyor ancak cisim hareket etmiyorsa (örneğin, duvara ne kadar iterseniz itin, duvar hareket etmez), fiziksel anlamda iş yapılmamış olur.
- Kuvvet ve Yer Değiştirme Doğrultusu: En önemli şartlardan biri de budur. Uygulanan kuvvet ile cismin yer değiştirmesi aynı doğrultuda olmalı veya kuvvetin yer değiştirme doğrultusunda bir bileşeni bulunmalıdır. Eğer kuvvet ile yer değiştirme birbirine dik ise (aralarındaki açı $90^\circ$ ise), o kuvvet iş yapmaz. Örneğin, elinizde bir çanta ile yatay yolda yürürken, çantaya uyguladığınız yukarı yönlü kuvvet (ağırlığını dengelemek için) çantanın yatay yer değiştirmesine dik olduğu için, bu kuvvet fiziksel anlamda iş yapmaz. Ancak, çantayı ileri doğru itiyorsanız ve çanta ileri doğru hareket ediyorsa, bu kuvvet iş yapar.
Şimdi seçenekleri bu bilgiler ışığında değerlendirelim:
- A) Kuvvet uygulanmalı ve cisim kuvvet doğrultusunda hareket etmeli. Bu seçenek, yukarıda açıkladığımız tüm şartları eksiksiz bir şekilde karşılamaktadır. Hem kuvvetin varlığını hem de bu kuvvetin etkisiyle cismin, kuvvetin doğrultusunda yer değiştirmesini belirtir.
- B) Sadece kuvvet uygulanması yeterlidir. Bu doğru değildir. Kuvvet uygulandığı halde cisim hareket etmiyorsa (örneğin, bir duvarı itmek), iş yapılmaz.
- C) Sadece cismin hareket etmesi yeterlidir. Bu da doğru değildir. Bir cisim hareket ediyor olabilir ancak bu hareketi sağlayan bir kuvvet yoksa veya hareket, uygulanan kuvvete dikse, o kuvvet iş yapmaz. Örneğin, sürtünmesiz bir zeminde sabit hızla hareket eden bir cisme dışarıdan bir kuvvet uygulanmıyorsa, o cisim üzerinde iş yapılmaz.
- D) Cismin sabit hızla hareket etmesi gerekir. İş yapabilmek için cismin hızının sabit olması şart değildir. Cisim hızlanırken, yavaşlarken veya sabit hızla hareket ederken de iş yapılabilir. Önemli olan, kuvvetin uygulanması ve cismin kuvvet doğrultusunda yer değiştirmesidir.
Bu nedenle, fiziksel anlamda iş yapabilmek için gerekli ve yeterli şartlar A seçeneğinde doğru bir şekilde ifade edilmiştir.
Cevap A seçeneğidir.
