6. sınıf Fen Bilimleri Kuvvet ve Hareket ünitesi konu anlatımı Test 1

Kütlesi 60 kg olan bir öğrenci, 3 metre yüksekliğindeki merdivene tırmanıyor. Yerçekimine karşı yaptığı iş kaç joule'dür? (g=10 m/s²)

A) 180
B) 600
C) 1800
D) 3600

Merhaba sevgili öğrenciler, bu soruda bir öğrencinin merdiven tırmanırken yerçekimine karşı yaptığı işi hesaplayacağız. Fizikte iş kavramı, bir kuvvetin bir cismi kendi doğrultusunda hareket ettirmesiyle ilişkilidir. Yerçekimine karşı yapılan iş ise, bir cismi yerden yukarı kaldırmak için harcanan enerjiyi ifade eder.

• Verilen Bilgileri Belirleyelim:
  • Öğrencinin kütlesi ($m$) = 60 kg
  • Tırmanılan yükseklik ($h$) = 3 metre
  • Yerçekimi ivmesi ($g$) = 10 m/s²
• Yerçekimine Karşı Yapılan İşin Formülünü Hatırlayalım:

  Bir cismi yerden belirli bir yüksekliğe kaldırmak için yerçekimine karşı yapılan iş, cismin ağırlığı ile kaldırıldığı yüksekliğin çarpımına eşittir. Bu aynı zamanda cismin kazandığı potansiyel enerjiye de eşittir. Formülü şu şekildedir:

  $İş (W) = Kütle (m) \times Yerçekimi İvmesi (g) \times Yükseklik (h)$

  Yani, $W = mgh$

• Değerleri Formülde Yerine Koyalım ve Hesaplayalım:

  Şimdi verilen değerleri formülde yerine yazarak işi hesaplayalım:

  $W = 60 \text{ kg} \times 10 \text{ m/s}^2 \times 3 \text{ m}$

  Önce kütle ve yerçekimi ivmesini çarparak öğrencinin ağırlığını (kuvveti) bulalım:

  $Ağırlık = 60 \text{ kg} \times 10 \text{ m/s}^2 = 600 \text{ N}$ (Newton)

  Şimdi bu ağırlığı yükseklikle çarpalım:

  $W = 600 \text{ N} \times 3 \text{ m}$

  $W = 1800 \text{ Joule}$

• Sonucu Değerlendirelim:

  Yapılan işin birimi Joule'dür. Hesaplamalarımız sonucunda öğrencinin yerçekimine karşı yaptığı işin 1800 Joule olduğunu bulduk.

Cevap C seçeneğidir.