İş
İş
İş nedir?Günlük hayatımızda sık sık 'iş' kelimesini kullanırız. Örneğin, okulda iyi notlar almanın çok fazla 'çalışma' gerektirdiğini söyleyebiliriz. Fizikte, 'iş' teriminin belirli bir anlamı vardır.
Fizikte iş, bir kuvvet bir nesneyi başlangıç noktasından bir miktar uzaklığa hareket ettirmek için etki ettiğinde ortaya çıkar (yer değiştirme olarak da bilinir). İş, kuvvet çarpı mesafe olarak hesaplanır. Çalışmayı tanımlamak için aşağıdaki denklem kullanılır:
İş = Kuvvet * mesafe
veya
W = Fd
İş Nasıl Ölçülür?
İş için standart birim joule (J) 'dir. Joule, newton'un kuvvet ve metrenin uzaklık olduğu bir newton-metre ile aynıdır.
Kuvvet ve Yer Değiştirme
İşteki mesafe (veya yer değiştirme), başlangıç noktasından bitiş noktasına olan mesafedir. Aradaki seyahat miktarı önemli değil. Örneğin, yerden bir ağırlık kaldırıp tekrar yere koyarsanız, mesafe (veya yer değiştirme) sıfırdır.
Kandırılmayın
İşi ölçmek bazen zor olabilir. W = Fd denkleminin çalışabilmesi için, denklemde kullanılan kuvvetin yer değiştirmeye veya mesafeye neden olmak için kullanılan kuvvet olması gerekir. Ayrıca, işin gerçekleşmesi için nesnenin kuvvet tarafından yer değiştirmesi gerektiğini unutmayın. Aksi takdirde, formüldeki mesafe veya 'd' 0 olur ve iş 0 olur.
İşte bazı örnekler:
- Birisi tüm gücüyle bir duvarı itiyor, ancak duvar hareket etmiyorsa, hiçbir iş yapılmamış demektir. Bunun nedeni mesafenin sıfır olmasıdır.
- Bir kişi bir tarlada doğuya doğru yürürken bir kayayı başının üzerinde tutmak için güç kullanıyorsa, hiçbir iş yapılmamıştır. Bunun nedeni, kuvvetin kayanın hareket ettiği mesafeyle (doğuya doğru) aynı yönde olmamasıdır (kuvvet yukarıdır).
- Tam bir şınav çekerseniz, kendinizi yukarı kaldırır ve sonra geri çekerseniz, toplam iş sıfırdır. Bunun nedeni, başlangıç noktasından bitiş noktasına kadar olan toplam mesafenin sıfır olmasıdır.
- Kaleminizi düşürürseniz, iş gerçekleşmiştir. Bunun nedeni, kalemin elinizden yere yer değiştirmesinin sıfırdan büyük olması ve kaleme etki eden kuvvet olan yerçekimi ile aynı yönde olmasıdır.
Bir beyzbol oyuncusu 10 N kuvvetle bir top atar. Top 20 metre yol alır. Toplam iş nedir?
W = F * mesafe
W = 10 N * 20 metre
W = 200 jul
Daha Karmaşık Sorunlar
Kuvvet ve yer değiştirme arasındaki açı 0 derece veya 90 derece olmadığında, iş için daha karmaşık bir formül kullanılır. Bu formül, kuvvet ve yer değiştirme arasındaki açı olan teta (& Theta;) açısını içerir.
W = F * d * cos & Theta;
Kuvvet ve yer değiştirmenin aynı yönde olduğu durumda theta = 0 ve cos & Theta; = 1. Kuvvetin yer değiştirme üzerinde etkisinin olmadığı ve teta = 90 derece olduğu durumda, cos & Theta; = 0 ve bu nedenle iş = 0.
İşle İlgili İlginç Gerçekler
- İş, vektörel bir nicelik değil, skaler bir niceliktir. Bu, kuvvet ve hızın aksine, yönü olmadığı, yalnızca bir büyüklüğü olduğu anlamına gelir.
- Başka bir iş birimi de ayak ağırlığı. Bir foot-pound, 1.35581795 joule'ye eşittir.
- Joule ayrıca enerji için standart ölçü birimi olarak kullanılır.
- Negatif iş, bir nesneye etki eden kuvvetin nesnenin yer değiştirmesini engellediği zamandır.
