Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için aşağıdakilerden hangisi zorunludur?
A) Uygulanan kuvvetin cismi hareket ettirmesi
B) Cismin yüksek bir yerden düşmesi
C) Cismin sabit hızla hareket etmesi
D) Uygulanan kuvvetin yönünün değişmesi
Fiziksel anlamda iş, bir cisme uygulanan kuvvetin, cismi kendi etki doğrultusunda hareket ettirmesiyle gerçekleşir. İşin yapılabilmesi için iki temel şart vardır:
- Cisme bir kuvvet uygulanmalıdır.
- Cisim, uygulanan kuvvetin etkisiyle bir yol almalı, yani yer değiştirmelidir.
- Uygulanan kuvvetin, cismin yer değiştirme doğrultusunda bir bileşeni olmalıdır.
Bu tanıma göre seçenekleri inceleyelim:
- A) Uygulanan kuvvetin cismi hareket ettirmesi: Bu ifade, hem bir kuvvetin uygulandığını hem de cismin bu kuvvetin etkisiyle yer değiştirdiğini (hareket ettiğini) belirtir. Fiziksel anlamda işin yapılabilmesi için tam olarak bu durum zorunludur. Eğer kuvvet uygulanır ama cisim hareket etmezse (yer değiştirmezse), iş yapılmaz. Örneğin, bir duvarı itmek için kuvvet uygularız ama duvar hareket etmediği için fiziksel anlamda iş yapmayız.
- B) Cismin yüksek bir yerden düşmesi: Bir cisim yüksek bir yerden düştüğünde yer çekimi kuvveti iş yapar. Ancak bu, işin yapılabilmesi için genel bir zorunluluk değildir. Bir cismi yatayda iterek veya yukarı kaldırarak da iş yapabiliriz. Dolayısıyla bu, işin yapılmasının özel bir durumudur, zorunlu bir şartı değildir.
- C) Cismin sabit hızla hareket etmesi: Bir cisim sabit hızla hareket ediyorsa, üzerine etki eden net kuvvet sıfırdır ($F_{net} = 0$). Bu durumda net iş de sıfırdır ($W_{net} = \Delta KE = 0$). Ancak, sabit hızla hareket eden bir cisme etki eden sürtünme kuvvetini dengelemek için bir kuvvet uyguluyorsak, uyguladığımız kuvvet pozitif iş yapar (sürtünme kuvveti negatif iş yapar). Yani, sabit hızla hareket etmek, iş yapılmasını engellemez ama net işin sıfır olduğu anlamına gelir. İşin yapılabilmesi için sabit hız zorunlu değildir, hızlanma veya yavaşlama durumlarında da iş yapılır.
- D) Uygulanan kuvvetin yönünün değişmesi: İşin yapılabilmesi için kuvvetin yönünün değişmesi zorunlu değildir. Sabit bir kuvvetle düz bir yolda hareket eden bir cisme de iş yapılabilir. Örneğin, bir kutuyu düz bir zeminde iterek hareket ettirdiğimizde, kuvvetin yönü değişmese de iş yapmış oluruz.
Sonuç olarak, fiziksel anlamda işin yapılabilmesi için uygulanan kuvvetin cismi kendi doğrultusunda hareket ettirmesi, yani yer değiştirmesi kesinlikle zorunludur.
Cevap A seçeneğidir.
