AŞAĞIDAKİ BİLGİLERİN YARDIMI OLACAKTIR
İŞVE ENERJİ
1- İş
2- Enerji
B- İŞ VE ENERJİ :
1- İŞ :
Bir cisme uygulanan kuvvetin cisme kendi doğrultusunda yol aldırmasına iş denir. Bir kuvvet cisme uygulandığında cismi kendi doğrultusunda hareket ettirebiliyorsa o kuvvet iş yapmış demektir.
Bir kuvvetin iş yapabilmesi için;
1- Cisme uygulanması gerekir.
2- Cisme yol aldırması gerekir.
3- Cisme aldırdığı yolun kendi (uygulanma) doğrultusuyla aynı yani paralel olması gerekir.
Bir cisme F kuvveti uygulandığında, cisim kuvvet doğrultusunda ve yönünde x kadar yol alıyorsa (yer değiştiriyorsa), yapılan iş, (net) kuvvet ile cismin aldığı yolun (yaptığı yer değiştirmenin) çarpımına eşit olur.
İş, W ile gösterilir ve skaler bir büyüklüktür.
W → İş
F → Hareket doğrultusundaki kuvvet veya kuvvetlerin bileşkesi (Net Kuvvet)
x → Kuvvet (net kuvvet) doğrultusunda cismin aldığı yol (yer değiştirme).
Örnek : Kitap okuyan, ağzında lokma çiğneyen, duvarı iten, ders çalışan, elindeki çantayı
sallamadan yürüyen, halteri havada tutan kişi enerji harcar fakat iş yapmaz.
a) İş Birimleri : Sembol Birim (SI) Birim (CGS) Birim (MKSA) Kuvvet→ F N dyn kg-f
Yol → x m cm m
İş → W N . m (Joule) dyn . cm (erg) kg-f . m
b) İş İle İlgili Kanunlar (Örnekler=İş Kanunları) :
1- Kuvvetin iş yapabilmesi için, kuvvetin doğrultusu ile cismin hareket doğrultusunun aynı yani paralel olması gerekir. Hareket doğrultusuna dik olan kuvvetler iş yapamaz.
2- Bir cisme yatayla belli bir açı yapan bir kuvvet etki ediyor ve cisim de yatay doğrultuda hareket ediyorsa, bu kuvvetin yatay bileşeni iş yapar, düşey (dikey) bileşeni iş yapmaz.
3- Bir cisme kuvvet uygulandığında cisim hareket edemiyora kuvvet iş yapamamıştır.
4- Bir cismi bulunduğu yerden belli bir h yüksekliğine çıkarmak için cisme yukarı yönde ve en az ağırlığı kadar kuvvet uygulanması gerekir. Cismi belli bir yüksekliğe çıkarmak için yerçekimi kuvvetine karşı iş yapılır.
5- Bir cisim belli bir h yüksekliğinden serbest bırakılırsa yerçekimi kuvveti yani cismin kendi ağırlığı iş yapar.
6- Bir cisme birden fazla kuvvet etki ediyorsa yapılan işi net (bileşke) kuvvet yapmış olur. Yani yapılan iş her bir kuvvetin yaptığı işin toplamına veya net kuvvetin yaptığı işe eşit olur.
a) Aynı Yönlü Kuvvetlerin Yaptığı İş (Kuvvetler Aynı Yönlü İse) :
Yapılan iş, her bir kuvvetin yaptığı işlerin toplamına veya net (bileşke) kuvvetin yaptığı işe eşittir.
b) Zıt Yönlü Kuvvetlerin Yaptığı İş (Kuvvetler Zıt Yönlü İse) :
Yapılan iş, her bir kuvvetin yaptığı işlerin toplamına veya net (bileşke) kuvvetin yaptığı işe eşittir. (Yapılan iş, her bir kuvvetin yaptığı işin farkına eşittir).
7- Hareket halindeki bir cisme sürtünme kuvveti etki ediyorsa, sürtünme kuvveti zıt yönde iş yapar. Yapılan işi yine net kuvvet yapmıştır.
8- Bir cismi farklı yollardan aynı yüksekliğe çıkarmakla yapılan iş değişmez. Yapılan iş yoldan bağımsızdır ve cismi yerçekimi kuvvetine karşı belli bir h yüksekliğine çıkarma işidir. (Cismin ağırlığı ve cismin çıkarıldığı h yüksekliği değişmediği için yapılan işte değişmez).
9- Düz yolda elindeki çantayı sallamadan yürüyen çocuk iş yapmaz. Çünkü çantayı tutmak için uyguladığı kuvvet yukarı yönde (düşey doğrultuda), çantanın hareket doğrultusu ise yatay yöndedir (Yatay doğrultudadır). Cisme uygulan kuvvet ile cismin hareket doğrultusu paralel olmadığı için iş yapılmamıştır.
Çocuk sadece çantayı yerden kaldırırken iş yapmıştır. Çantayı yerden kaldırırken uyguladığı kuvvet çantanın ağırlığına eşittir.
10- Bir halterci halteri kaldırırken en az halterin ağırlığı kadar yukarı yönde kuvvet uygular ve halteri belli bir h yüksekliğine kaldırınca da iş yapmış olur. Fakat halterci halteri tutarken veya halterle birlikte yürürken enerji harcar fakat iş yapmaz. Çünkü halteri tutarken yukarı yönde kuvvet uygular fakat halter hareket etmediği için iş yapmaz. Halterle birlikte yürürken ise halteri tutmak için uyguladığı yukarı yöndeki kuvvetin doğrultusu ile halterin yatay hareket doğrultusu birbirine paralel olmadığı için iş yapmaz.
11- Bir cisme etki eden sabit kuvvet ile cismin aldığı yol arasında çizilen grafikte çizilen doğrunun altında kalan alan yapılan işi verir.
F
12- Bir cisme etki eden kuvvetin yaptığı iş, cismin aldığı yol ile doğru orantılıdır. İş ve cismin aldığı yol arasında çizilen grafikte doğrunun eğimi kuvveti verir.
13- Sarmal yaya uygulanan kuvvet etkisiyle yay X kadar sıkışıyorsa ya da X kadar çekiliyorsa kuvvet iş yapıyordur.
14- Günlük hayatta kullanılan iş yapmak ifadesi, enerji harcamak ve yorulmak ifadesi ile birlikte eş anlamlı gibi kullanılır. Fen anlamında iş yapılabilmesi için cisme kuvvet uygulanması ve cismin uygulanan kuvvet doğrultusunda hareket ettirilmesi gerekir.
a) İş Yapılmayan Durumlar :
• Ayakta duran kişi.
• Elindeki çantayı sallamadan tutan çocuk.
• Elindeki çantayı sallamadan yürüyen çocuk.
• Halteri tutan halterci.
• Yazı yazan öğrenci.
• Duvarı iten kişi.
• Kamyonu iten ama hareket ettiremeyen kişi.
• Uyuyan kişi.
• Kitap okuyan kişi.
• Ders çalışan kişi.
• Konuşan kişi.
• Problem çözen öğrenci.
• İtilen kapının açılmaması.
• Kitabı alıp rafa koyan öğrenci.
b) İş Yapılan Durumlar :
• Merdivenlerden tuğla taşıyan işçi.
• Merdivenlerden elindeki çantasıyla çıkan kişi.
• Halteri kaldıran halterci.
• Taksiyi iten ve hareket ettirebilen kişi.
• Çantasını yerden kaldıran öğrenci.
• Küçük kağıt parçasını üfleyerek hareket ettiren kişi.
• Karda kızağın çekilmesi.
• Ağaçtan meyvelerin toplanması.
• Bisiklet sürülmesi.
• Çekilen kapının açılması.
• Kitapları elinde taşıyarak yürüyen öğrenci.
• Belirli yükseklikten bırakılan cismin yere düşmesi.
600 Newton değerinde bir cisim düz yüzeyde 10 metre itilirse ne kadar iş yapmış olur?
