7. sınıf fen bilimleri 2. dönem 1. yazılı 1. Senaryo Test 1

Fiziksel anlamda iş yapılması için kuvvetin ve yolun belirli şartları sağlaması gerekmektedir.
Aşağıdaki durumlardan hangisinde fiziksel anlamda bir iş yapılmamıştır?

A) Bir öğrencinin sırt çantasıyla merdivenleri çıkması.

B) Bir marangozun tahta bloğu iterek $2$ metre hareket ettirmesi.

C) Bir duvarcının tuğlaları $5$ metre yukarı kaldırması.

D) Bir sporcunun ağırlık kaldırırken ağırlığı havada sabit tutması.

Fiziksel anlamda iş yapılması için iki temel şartın aynı anda sağlanması gerekir:

• Bir cisme bir kuvvet uygulanmalıdır.
• Uygulanan bu kuvvetin etkisiyle cisim, kuvvet doğrultusunda bir yer değiştirme (yol) yapmalıdır.

Eğer uygulanan kuvvet ile cismin yer değiştirmesi aynı yöndeyse, yapılan iş pozitif olur. İşin matematiksel ifadesi genellikle $W = F \cdot d \cdot \cos(\theta)$ şeklindedir. Burada $W$ işi, $F$ kuvveti, $d$ yer değiştirmeyi ve $\theta$ ise kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıyı temsil eder. Eğer yer değiştirme yoksa ($d=0$) veya kuvvet ile yer değiştirme birbirine dikse ($\theta = 90^\circ$, bu durumda $\cos(90^\circ) = 0$), fiziksel anlamda iş yapılmaz.

Şimdi seçenekleri bu bilgiler ışığında inceleyelim:

• A) Bir öğrencinin sırt çantasıyla merdivenleri çıkması.

  Öğrenci, sırt çantasının ağırlığına karşı yukarı doğru bir kuvvet uygular ve çanta da yukarı doğru yer değiştirir. Kuvvet ve yer değiştirme aynı yönde olduğu için fiziksel anlamda iş yapılmıştır.

• B) Bir marangozun tahta bloğu iterek $2$ metre hareket ettirmesi.

  Marangoz tahta bloğa bir itme kuvveti uygular ve blok bu kuvvetin etkisiyle $2$ metre yer değiştirir. Kuvvet ve yer değiştirme aynı yönde olduğu için fiziksel anlamda iş yapılmıştır.

• C) Bir duvarcının tuğlaları $5$ metre yukarı kaldırması.

  Duvarcı tuğlaların ağırlığına karşı yukarı doğru bir kuvvet uygular ve tuğlalar yukarı doğru $5$ metre yer değiştirir. Kuvvet ve yer değiştirme aynı yönde olduğu için fiziksel anlamda iş yapılmıştır.

• D) Bir sporcunun ağırlık kaldırırken ağırlığı havada sabit tutması.

  Sporcu ağırlığı havada tutmak için yukarı doğru bir kuvvet uygular. Ancak, ağırlık "sabit" tutulduğu için herhangi bir yer değiştirme ($d=0$) söz konusu değildir. Fiziksel anlamda işin yapılabilmesi için kuvvetle birlikte yer değiştirmenin de olması şarttır. Sporcu kas gücü harcayarak yorulsa da, fiziksel tanıma göre bir iş yapmamıştır.

Cevap D seçeneğidir.