7. Sınıf Fen Bilimleri · Ünite 2
Fiziksel Anlamda İş: Her Yorulduğumuzda İş Yapar Mıyız?
Günlük yaşamda kullandığımız 'iş' kavramı ile fen bilimlerindeki fiziksel anlamda 'iş' kavramının farklarını keşfedin. Kuvvet ve hareket doğrultusu arasındaki ilişkiyi öğrenerek hangi durumlarda gerçekten iş yaptığınızı test edin.
Kazanım FB.7.2.1 · 40 dk okuma
Günlük Hayatta İş vs. Bilimde İş
Günlük hayatta 'Bugün çok işim var', 'Ders çalışmak gerçekten zor iş' gibi cümleler kurarız. Hatta zor bir matematik problemi çözerken saatlerce düşündüğümüzde zihinsel olarak çok yoruluruz. Ancak bilim insanları 'iş' kelimesini çok daha farklı ve kesin bir kuralla tanımlarlar. Fen bilimlerinde yorulmak, terlemek veya düşünmek tek başına iş yapmak anlamına gelmez!
Fiziksel Anlamda İş Yapmanın Altın Kuralları
Fen bilimlerinde bir iş (fiziksel anlamda iş) yapılmış sayılması için iki temel şartın aynı anda gerçekleşmesi zorunludur: 1) Cisme dışarıdan bir kuvvet uygulanmalıdır. 2) Cisim, uygulanan bu kuvvetle aynı doğrultuda yer değiştirmelidir (yani hareket etmelidir).
Kuvvet ve Hareket Doğrultusu Uyuşmazlığı
Konunun en can alıcı noktası burasıdır: Kuvvetin yönü ile hareketin yönü aynı doğrultuda olmalıdır. Diyelim ki ağır bir sırt çantasını yerden kaldırdın. Çantaya yukarı doğru bir kuvvet uyguladın ve çanta da yukarı doğru hareket etti. Bu durumda kuvvet ve hareket aynı doğrultuda (düşey) olduğu için fiziksel anlamda iş yapmış olursun.
Peki, bu ağır çantayı elinde havada tutarken düz ve yatay bir yolda ileriye doğru yürümeye devam edersen iş yapar mısın? Cevap hayır! Çünkü çantayı yere düşürmemek için yukarı doğru bir kuvvet uyguluyorsun ama sen ileriye doğru (yatay eksende) yürüyorsun. Kuvvetin doğrultusu ile hareketin doğrultusu farklı olduğu için (birbirine dik) fiziksel anlamda iş yapmış olmazsın.
Günlük Hayattan Örneklerle İşi Sınıflandıralım
- Market arabasını iterek ilerleten çocuk: İŞ VAR (Kuvvet yatay, hareket yatay) • Halteri havada sabit tutan sporcu: İŞ YOK (Kuvvet var ama hareket yok) • Ağacın dalından yere düşen elma: İŞ VAR (Yerçekimi kuvveti aşağı, hareket aşağı) • Sırt çantasını takıp merdivenlerden yukarı çıkan öğrenci: İŞ VAR (Kuvvet yukarı, hareketin yukarı yönlü bir bileşeni var)
Fiziksel Anlamda İş: Her Yorulduğumuzda İş Yapar Mıyız?: Alıştırma Soruları
1. Aşağıdaki günlük yaşam durumlarının hangisinde bilimsel (fiziksel) anlamda iş yapılmış sayılır?
- A) Sınava çalışmak için masada saatlerce kitap okumak
- B) Bozulmuş bir otomobili yolda ileri doğru iterek hareket ettirmek
- C) Ağır bir pazar poşetini otobüs durağında hareket etmeden elde tutmak
- D) İtilmesine rağmen yerinden hiç kıpırdamayan devasa bir kayayı itmek
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Bozulmuş bir otomobili yolda ileri doğru iterek hareket ettirmek
B şıkkında cisme (otomobil) kuvvet uygulanmış ve cisim uygulanan kuvvetle aynı doğrultuda hareket ettirilmiştir. Diğer şıklarda ya fiziksel hareket yoktur ya da sadece zihinsel bir faaliyet söz konusudur.
2. Bir cisim üzerine kuvvet uygulandığında, fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için aşağıdakilerden hangisi kesinlikle gereklidir?
- A) Uygulanan kuvvetin çok büyük olması
- B) Cismin ağırlığının çok fazla olması
- C) Cismin uygulanan kuvvet doğrultusunda yer değiştirmesi
- D) Kuvvetin sadece yatay yönde uygulanması
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Cismin uygulanan kuvvet doğrultusunda yer değiştirmesi
Fiziksel anlamda işin temel kuralı, uygulanan kuvvetin cismi kendi doğrultusunda hareket ettirmesi (yer değiştirmesi) gerektiğidir. Kuvvetin büyüklüğü veya yönünün sırf yatay olması şart değildir.
3. Bir garson, içi çay dolu bir tepsiyi dökmemek için alttan yukarıya doğru tutarak düz ve yatay bir zemin üzerinde mutfaktan salona doğru yürümektedir. Garsonun fiziksel anlamda iş yapma durumu için ne söylenebilir?
- A) İş yapmıştır, çünkü tepsi mutfaktan salona kadar hareket etmiştir.
- B) İş yapmıştır, çünkü tepsiyi tutarken efor ve kuvvet harcamıştır.
- C) İş yapmamıştır, çünkü tepsi yeterince ağır değildir.
- D) İş yapmamıştır, çünkü uyguladığı kuvvetin doğrultusu ile tepsinin hareket doğrultusu farklıdır.
Cevabı göster
Doğru cevap: D) İş yapmamıştır, çünkü uyguladığı kuvvetin doğrultusu ile tepsinin hareket doğrultusu farklıdır.
Garson tepsiyi havada tutmak için düşey (yukarı) yönlü kuvvet uygular. Ancak yürüdüğü yol yataydır. Kuvvet ve hareket doğrultuları birbirine dik (farklı) olduğu için fiziksel anlamda iş yapılmamış olur.
4. I. Yerdeki kutuyu alıp masanın üzerine koymak. II. Kutuyu masanın üzerinde sabit tutmak. III. Kutuyu masanın üzerinde bir uçtan diğer uca itmek. Verilen olaylardan hangilerinde fen anlamında iş yapılmıştır?
- A) Yalnız I
- B) I ve II
- C) I ve III
- D) I, II ve III
Cevabı göster
Doğru cevap: C) I ve III
I. durumda yukarı yönlü kuvvet ile yukarı yönlü hareket vardır (iş var). II. durumda hareket yoktur (iş yok). III. durumda yatay kuvvet ile yatay hareket vardır (iş var). Bu nedenle cevap I ve III olmalıdır.
5. Bir öğrenci, K, L ve M cisimlerine uygulanan kuvvet ve cisimlerin yer değiştirme durumlarını inceleyerek bir tablo hazırlıyor. K cismi: Kuvvet yatay, yer değiştirme yok. L cismi: Kuvvet düşey, yer değiştirme yatay. M cismi: Kuvvet yatay, yer değiştirme yatay. Bu tabloya göre hangi cisimler üzerinde fiziksel anlamda iş yapılmıştır?
- A) Yalnız K
- B) Yalnız M
- C) K ve L
- D) L ve M
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Yalnız M
K cisminde hareket yok, iş yapılmaz. L cisminde kuvvet düşey ama hareket yatay (doğrultular farklı), iş yapılmaz. M cisminde kuvvet ve hareket aynı (yatay) doğrultuda olduğu için sadece M cisminde fiziksel anlamda iş yapılmıştır.