Kütle ışık şiddeti sıcaklık akım madde miktarı uzunluk zaman Test 1

Bir araştırmacı, 2 kg kütleli bir cismi 5 metre yüksekliğe çıkarmak için yaptığı işi hesaplamak istiyor. Yerçekimi ivmesinin 10 m/s² olduğu bir ortamda araştırmacının yaptığı iş kaç joule'dür?

A) 100
B) 50
C) 20
D) 10

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, bir cismi belirli bir yüksekliğe çıkarmak için ne kadar iş yapıldığını hesaplayacağız. Fizikte iş, bir kuvvete karşı veya bir kuvvet yönünde hareket ettirilen bir cisim üzerinde yapılan enerji transferidir. Bir cismi yukarı kaldırdığımızda, yerçekimi kuvvetine karşı iş yapmış oluruz.

• Adım 1: Soruda Verilen Bilgileri Belirleyelim.

  Öncelikle, soruda bize hangi değerlerin verildiğini listeleyelim:

  • Cismin kütlesi ($m$) = $2$ kg
  • Çıkarılmak istenen yükseklik ($h$) = $5$ metre
  • Yerçekimi ivmesi ($g$) = $10$ m/s$^2$

  Bizden istenen ise yapılan iş ($W$) değeridir.

• Adım 2: Yapılan İşi Hesaplamak İçin Gerekli Formülleri Hatırlayalım.

  Bir cismi yukarı kaldırmak için yapılan işi hesaplarken iki temel formülü kullanırız:

  • İş Formülü: İş ($W$) = Kuvvet ($F$) $\times$ Yol ($d$). Burada yol, cismin çıkarıldığı yükseklik ($h$) olacaktır. Yani, $W = F \times h$.
  • Kuvvet Formülü (Ağırlık): Bir cismi yerçekimine karşı kaldırmak için uygulanması gereken minimum kuvvet, cismin ağırlığına eşittir. Ağırlık ($F$) = Kütle ($m$) $\times$ Yerçekimi ivmesi ($g$). Yani, $F = m \times g$.

  Bu iki formülü birleştirirsek, bir cismi yukarı kaldırmak için yapılan işi doğrudan hesaplayabiliriz: $W = m \times g \times h$.

• Adım 3: Cismin Ağırlığını (Kaldırmak İçin Gerekli Kuvveti) Hesaplayalım.

  Cismi kaldırmak için yerçekimine karşı uygulamamız gereken kuvveti bulalım:

  • $F = m \times g$
  • $F = 2 \text{ kg} \times 10 \text{ m/s}^2$
  • $F = 20$ Newton (N)

  Demek ki, cismi kaldırmak için $20$ N'luk bir kuvvete ihtiyacımız var.

• Adım 4: Yapılan İşi Hesaplayalım.

  Şimdi bulduğumuz kuvvet değerini ve yüksekliği kullanarak yapılan işi hesaplayabiliriz:

  • $W = F \times h$
  • $W = 20 \text{ N} \times 5 \text{ m}$
  • $W = 100$ Joule (J)

  Veya doğrudan birleşik formülü kullanarak:

  • $W = m \times g \times h$
  • $W = 2 \text{ kg} \times 10 \text{ m/s}^2 \times 5 \text{ m}$
  • $W = 100$ Joule (J)

  Araştırmacının yaptığı iş $100$ Joule'dür.

Bu adımları takip ettiğimizde, doğru cevabın $100$ Joule olduğunu buluruz.

Cevap A seçeneğidir.