Page 4 - Fen Lisesi Fizik 9 | 4.Ünite

4� 1� İş, Enerji ve Güç

4� 1� 1� İş, Enerji ve Güç İlişkisi

Günlük hayatta “iş” kelimesine yüklenen anlam ile fizikte kullanılan “iş” kavramı aynı değildir. Meslekler ya da
bir efor için iş kelimesi kullanılmaktadır. Örneğin bir işçinin bir yükü ücret karşılığında, yatay yolda yerden
sabit yükseklikte ve sabit hızla taşıması günlük hayatta iş olarak değerlendirilse bile fizik biliminde iş kabul
edilmez.

Kuvvet, bir cismin yerini uygulandığı doğrultuda değiştirirse iş yapmış olur. Cismin içinde olduğu düzene-
ğin izin verdiği harekete göre kuvvetin yaptığı iş farklı sonuçlara neden olabilir. Örneğin cismin hızının ya
da yüksekliğinin değişmesi, bir esnek cisme kuvvetin uygulanmasıyla boyunun kısalması ya da uzaması bu
sonuçlardan bazılarıdır.

Yatay düzlemde hızlanan cismin öteleme kinetik enerjisi artar (Görsel 4.1). Sabit hızla yükselen cismin yer
çekim potansiyel enerjisi artar (Görsel 4.2). Uygulanan kuvvet etkisiyle uzunluğu değişen esnek cisimlerin
esneklik sınırları aşılmamak koşuluyla esneklik potansiyel enerjisi artar (Görsel 4.3).

Görsel 4�1: Kalkış esnasındaki yarış oto- Görsel 4�2: Kaldırıcı (lift) yardımıyla yük- Görsel 4�3: Yay geren geleneksel Türk
mobili seltilmiş otomobil okçusu

Yatay düzlemdeki cisme uygulanan hareketle aynı yöndeki itme kuvveti cismi hızlandırırken hareketle zıt
yöndeki sürtünme kuvveti yavaşlatır. Bu kuvvetlerin doğrultusu hareket doğrultusunda olduğundan her
ikisi de iş yapmış olur. Ancak cisim yatay yolda giderken ağırlık kuvveti hareket doğrultusuna dik olduğun-
dan iş yapmamış olur (Şekil 4.1).

Tepki Kuvvet pozitif iş
kuvveti bu yapar.
Sürtünme kuvveti durumda
negatif iş yapar. iş yapmaz
Ağırlık bu
durumda iş
yapmaz.

Şekil 4�1: Cisme etki eden kuvvetlerin iş yapma durumları

Cisim, düşey doğrultuda hareket ediyor olsaydı cismin ağırlığı iş yapmış olurdu. Örneğin çatılarda biriken
kar kütlesi; bir kuvvet uygulanmadığı hâlde kendiliğinden kayarak harekete geçer.

İş, uygulanan kuvvet ile yer değiştirmenin çarpımıdır aynı zamanda mekanik iş olarak tanımlanır. Mekanik iş
skaler bir nicelik olup “W” ile gösterilir. F kuvveti etkisinde yapılan yer değiştirme XD ise yapılan iş;
F (N)
X
W = F $ D
F
formülüyle hesaplanır. İş birimi Joule’dür (Jul).
Alan
Kuvvet-yer değiştirme (F-X) grafiği ile yatay eksen arasında kalan alan işin
X (m) büyüklüğü kadardır (Şekil 4.2).
X
Şekil 4�2: F-X grafiği
90