İSTEMBİL

İstanbul Temel Bilimler Akademisi

Fizik I - Bölüm 8: İş ve Enerji

İÇİNDEKİLER

REKLAM

8.1 Sabit Bir Kuvvetin Yaptığı İş

İş kelimesi günlük hayatta bir çok farklı şekilde kullanılır. Ancak fizik biliminde İş, bir cisme uygulanan bir kuvvetin, bu cisim yerdeğiştirirken cisme etkisini tasvir eder. Sabit bir kuvvetin yaptığı iş kuvvet vektörü ile yer değiştirme vektörünün skaler çarpımı şeklinde tanımlanır.

$$ W = \vec{F} \cdot \vec{d} =F d \cos{\theta} \hspace2em \tag{8.1} $$

Burada $W$ iş, $\vec{d}$ yerdeğiştirme vektörü ($\Delta{\vec{r}} = \vec{d}$), $\theta$ ise kuvvet ile yerdeğiştirme vektörleri arasındaki açıdır. İş skaler bir niceliktir (hatırlayın iki vektörün skaler çarpımının sonucu skaler idi) ve birimi $\mathrm{N \cdot m}$'dir. Bu birime özel bir isim vereceğiz, Joule ($\mathrm{J}$).

Hatırlatma: Skaler çarpımda iki vektör arasındaki küçük açıyı alıyorduk, $\theta \leqslant 180^{\circ}$ .

Şimdi dilerseniz, Şekil 8.1'deki blok, $\vec{F}$ kuvveti etkisi altında iken $\vec{d}$ kadar yerdeğiştirdiğinde, bu $\vec{F}$ kuvvetinin yaptığı iş üzerinde biraz düşünelim;

Sürtünme Kuvveti - Figure 8.1
Şekil 8.1 Yatay ile $\theta$ açısı yapan $\vec{F}$ kuvvetinin blok üzerinde yaptığı iş $W = F d \cos{\theta}$' dır.
  • İş, kuvvet ile yerdeğiştirme vektörleri aynı yönde olduğu zaman maksimum olacaktır. $\theta=0^{\circ}\ \Rightarrow \cos{\theta}=1$ olduğu için $W = Fd$ olacaktır.
  • İş, yerdeğiştirme ve kuvvet vektörleri zıt yönde olduğu zaman minimum olacaktır. $\theta=180^{\circ} \Rightarrow \cos{\theta}=-1$. Bu durumda yapılan iş, $W = -Fd$ 'dir.
  • Kuvvet ve yerdeğiştirme vektörlerinin birbirine dik olduğu durumlarda, kuvvet iş yapmayacaktır. ($\cos{90^{\circ}}=0$)
  • Sabit bir kuvvetin yaptığı iş, kuvvet ile yerdeğiştirme vektörleri arasındaki açı $90^{\circ}$'den küçük olduğunda pozitif, $90^{\circ}$'den büyük olduğunda ise negatif olacaktır.



Sonraki Sayfa 8.2 Değişken Bir Kuvvetin Yaptığı İş