İş Nedir – İşin Tanımı

İş Nedir – İşin Tanımı

Fizikte, bir gücün uygulanmış olduğu yer üzerindeki etkisine iş denir. Evinizin içinde çalıştığınızı düşünün. Belki bazı eşyaları çekmek veya itmek gerekecektir. Ağır cisimleri kaldırıp indirmek zorunda kalabilirsiniz. Bazı şeylere çekiçle vurabilir veya elleriniz arasında sıkıştırabilirsiniz, ya da pencereden fırlatabilirsiniz. Bir süre sonra “Bu ağır bir işmiş” diyebilirsiniz, işi bitirince de “Bugün çok iş yaptım” dersiniz. Fakat acaba ne miktar iş yaptınız? Yapılan işi tam olarak ölçme olanağı var mıdır? Kolay ve zor işler arasında ne fark vardır?

Fizikte iş teriminin belirli bir tanımı vardır. Bunu kavrayabilmek için, basit bir iş yapalım. Bir kutuyu yerde ittiğinizi düşünelim. Kutunun tabanı, döşemeye sürtünür. Bu sürtünme, cisimlerin serbestçe hareketine engel olur. Adına da sürtünme kuvveti denir. Kutuyu itebilmek için, bu sürtünmeyi yenmeniz gerekir.

Kutuyu belirli bir uzaklığa itince, belirli bir miktar iş yapmış olursunuz. Kutuyu iki kat fazla uzaklığa itince ne olur? Bu işi yapmak, birincisinden daha zor değildir. Aradaki fark kutunun iki kat fazla uzağa götürülmüş olmasıdır. Bu durumda önceki işin iki katı yapılmıştır. Demek ki aynı kuvvetle itildiğinde, uzaklık arttıkça, iş de artmaktadır. Kutuyu daha da uzağa götürürseniz, daha fazla iş yapmış olursunuz. Yarı uzaklığa götürme durumunda ise, yarı işi yapmış olursunuz. Şimdi başka bir kutuyu yerde ittiğinizi düşünelim. Bu kutunun ağırlığı, öncekinin iki katı olsun. Bu yüzden, kutuyla yer arasında iki katı kadar sürtünme kuvveti olacaktır. Bu nedenle, sürtünmeyi yenebilmek için, kutuyu iki kat fazla kuvvetle itmek gerekecektir.
Bu ikinci kutuyu da yerde birinci kutuyu ittiğiniz uzaklığa kadar itin, ikinci kutuyu itmek, birinciden daha zor olur, öncekine göre iki kat fazla iş yaptığınızı hissedersiniz. Bu da işle ilgili diğer bir özelliktir. Uzaklık aynı kalsa da, itme kuvveti artınca, iş de artmaktadır, ilk kutunun üç katı ağırlıkta bir kutuyu aynı uzaklığa itince, üç kat fazla iş yapmış olursunuz. Yarı ağırlıkta bir kutuyu itince de yarı iş yapmış olursunuz.

Hem ağırlık, hem de uzaklık artarsa iş de artar, ilkiyle üç kat ağırlıkta bir cismi, iki kat uzaklığa götürürseniz, 2×3 = 6 kat fazla iş yapmış olursunuz. Ağır cismi ilk kutuyu götürdüğünüzün üçte biri uzaklığa iterseniz, 3×1/3 = 1 olduğundan, ilkiyle aynı işi yapmış olursunuz.

Bu örneklerden işin miktarının nasıl hesaplanacağını çıkarabilirsiniz, iş, hem ağırlıkla, hem de uzaklıkla artmaktadır, iş, kuvvetle uzaklığın çarpımına eşittir. Bu şekilde, itme kuvvetiyle, cismin aldığı yolu çarparak, her durumdaki iş miktarını bulabiliriz.

ölçü birimleri: Çekme veya itmeye kuvvet denir. Kuvvet, kilogram-ağırlık birimiyle ölçülür. Uzunluk ise metre veya santimetre olarak belirtilir. O halde iş birimi, kilogram-metre olacaktır, iş, belirli bir kuvvetle, belirli bir uzaklığın çarpımıyla elde edilecektir.

İş, başka bazı birimlerle de hesaplanabilir. Kuvvet, nevton denilen bir birimle ölçülür. Uzaklık da metreyle gösterilirse, iş birimi nevton-metre olur.

Bir cismi hareket ettirebilmek için 5 nevtonluk

kuvvet uygulanması gerektiğini varsayalım; cisim

2 metre uzağa itilmekte olsun. Yapılan iş, 5×2 = 10 nevton-metredir. 4 metreye itilirse, iş iki katı, yani 20 nevton-metre olur.

Fakat bütün bunlar özel durumlardır. Kutu belirli bir doğrultuda itilmekte ve bu doğrultuda hareket etmektedir. Diğer işler bu şekilde olmayabilir. örneğin, bir kutuyu, döşeme üzerinde, bir kenarı da duvara değerek itebilirsiniz. Kutu, duvar yüzünde kayar, duvara paralel olarak hareket eder. Şimdi daha değişik bir doğrultuda ittiğinizi düşünün. Duvarla belirli bir açı yaparak itilsin ve bir kenarı da duvara değsin.

Bu durumda uygulanan kuvvetin bir kısmı duvarı iter ve bir iş yapmaz. Kalanı ise, kutu hareket ettiğinden, iş yapar.
Bu şekilde, işle ilgili yeni bir durum ortaya çıkmaktadır. İş, yalnızca, kuvvetin hareket doğrultusuna paralel bileşenince yapılır.Kuvvet hareketle aynı veya karşıt yönde olabilir. Kayan bir kutuyu durdurmak için, harekete karşıt yönde kuvvet etki ettirilir. Kuvvet, hareket doğrultusuna paraleldir, fakat hareketle karşıt yöndedir.

Duvara doğru olan kuvvete, duvara dik kuvvet denir. Bunun doğrultusu, duvarla 90°’lik, yani dik açı yapmaktadır. Bu kuvvet, eğer duvar hareket etmiyorsa, bir iş yapmaz. Fakat böyle bir cismi ittiğiniz için yorulursunuz; iş yaptığınızı düşünürsünüz. iş vücudunuzda yapılmaktadır, itme kuvveti, kollardaki kaslar tarafından sağlanmaktadır. Bu da, vücudunuzda hareketlere yol açmaktadır.

Bir cisme bir kuvvet etkiyince harekete geçer. Kuvvet arttırılırsa, hızlanır. Bir kutuyu duvara doğru ittiğinizi düşünün. Alttaki sürtünme kuvveti, hareketle ters yöndedir. İtme kuvveti sürtünmeden fazla ise, hareket olur ve kutu ileri doğru gider. İtme kuvveti sürtünmeye eşitse, kutu yavaşlar ve durur.

Kinetik enerji: Bir cisim hızlanıyorsa, bir iş yapılıyor demektir. Bu durumda cisim hareket enerjisi kazanıyor denir. Bu enerjinin ismi kinetik enerjidir. Cisim hızlandıkça kinetik enerjisi artar. Bu enerjiyi, yapılan işten alır.

Enerji, iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanır. Vücudumuzda çok enerji vardır. İş yapınca bu enerjiyi kullanırız. Böylece enerji yitirmiş oluruz. Bu enerji, iş yaptığımız cisimlere geçer. Bir kutuyu iterken de ona kinetik enerji vermiş oluruz. Bu şekilde harcanan veya kazanılan enerji, yaptığımız işe eşittir.

Hareket eden bir cismin enerjisi de iş yapabilme gücüdür. Bu cisim başka bir cisme çarparak onu da hareket ettirebilir, ilk cisim çarpmayla enerji harcamış olur; bu nedenle yavaşlar. Bütün yavaşlayan cisimlerin de enerjisini alan bir etken vardır. Bu şekilde iş yapar ve kinetik enerjilerini tüketirler.
Diğer bir enerji çeşidi ise ısıdır. Isı sürtünmeden de açığa çıkabilir. Döşeme üstünde kayan bir cisim yavaşlayınca ısı oluşur. Çünkü kutuya döşemeden bir sürtünme kuvveti etkimektedir. Belirli bir uzaklığa gidince, kuvvet iş yapmış olur. Bu yüzden kutu, kinetik enerjisini yitirir; kutunun altı ile döşeme ısı enerjisi kazanırlar. Giderek ısınırlar.

Bir enerji türü de potansiyel (gizli) enerjidir. Bir kutuyu kaldırmakla ona potansiyel enerji kazandırılmış olur. Kaldırma kuvveti ile, kaldırılan yüksekliğin çarpımı kadar iş yapılmıştır. Cismi kaldırmak için onun ağırlığını, yani yerçekimi kuvvetini yenecek bir kuvvet etki ettirmeniz gerekecektir.

Sürtünme ve yerçekiminden başka kuvvetler de vardır. Bir cisme bir kuvvet etki edince, bu kuvvete karşıt bir kuvvet doğar. Bu karşıt kuvvetle uzaklığın çarpımı da işi verir, iş yapmakla bir cisim enerjisini başka bir cisme vermiş olur.

Yorum yazın