Fizikte iş, **enerji** ve **güç** kavramları, birbirini tamamlayan ve fiziksel olayları tanımlamada hayati öneme sahip temel kavramlardır. En basit ifadeyle, iş, bir cisme enerji transfer etmenin bir yoludur. Bir kuvvet bir cismi hareket ettirdiğinde, o cisme iş yapmış oluruz ve bu da cismin enerjisinde bir değişime neden olur. Bu ilişki, İş-Enerji Teoremi ile ifade edilir: bir cisme uygulanan net kuvvetin yaptığı iş, cismin kinetik enerjisindeki değişime eşittir ($W_{net} = \Delta E_k$).

Öte yandan, güç, işin yapılma hızıdır. Yani, birim zamanda ne kadar iş yapıldığını veya ne kadar enerji aktarıldığını gösterir. Matematiksel olarak, güç, işin zamana bölümüne eşittir ($P = W / t$). Bu ilişki, aynı miktarda işin kısa sürede yapılmasının daha fazla güç gerektirdiğini açıklar. Enerji ise, sistemin iş yapabilme kapasitesidir ve farklı formlara dönüşebilir (kinetik, potansiyel vb.). Bu üç kavram arasındaki bu sıkı bağ, mekanik sistemlerin analizinde ve günlük hayattaki birçok olayın açıklanmasında merkezi bir rol oynar.

---

Çözümlü Örnek Test Soruları

---

Soru 1:

Yapılan işin bir cisme etki eden net kuvvet ile ilişkisi aşağıdakilerden hangisi ile açıklanır?

A) Güç tanımı
B) Enerjinin korunumu
C) İş-enerji teoremi
D) Newton’un hareket yasaları
E) Kütle çekim kuvveti

Çözüm:
İş-Enerji Teoremi’ne göre, bir cisme uygulanan net kuvvetin yaptığı iş, cismin kinetik enerjisindeki değişime eşittir. Bu teorem, iş ve enerji arasındaki en temel ilişkiyi kurar.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 2:

Bir cismin kinetik enerjisindeki artışın sebebi nedir?

A) Cismin potansiyel enerjisinin artması.
B) Cisim üzerinde negatif iş yapılması.
C) Cisme etki eden net kuvvetin pozitif iş yapması.
D) Cisim üzerinde yapılan net işin sıfır olması.
E) Cisme uygulanan kuvvetin yönünün değişmesi.

Çözüm:
İş-Enerji Teoremi’ne göre, cismin kinetik enerjisindeki değişim, yapılan net işe eşittir. Kinetik enerjinin artması, yapılan net işin pozitif olduğunu gösterir.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 3:

Bir cisme uygulanan kuvvetin yaptığı iş, 200 J’dür. Bu iş 10 saniyede yapılmışsa, ortalama güç kaç Watt’tır?

A) 10
B) 15
C) 20
D) 25
E) 30

Çözüm:
Güç, yapılan işin zamana oranıdır ($P = W/t$).
$P = 200 \text{ J} / 10 \text{ s} = 20$ W.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 4:

Kütlesi 5 kg olan bir cisim 2 m/s hızla hareket ederken, 45 J’lük bir iş yapılarak hızı artırılıyor. Cismin son hızı kaç m/s olur?

A) 3
B) 4
C) 5
D) 6
E) 7

Çözüm:
İş-Enerji Teoremi’ne göre: $W = \Delta E_k = E_{k,son} – E_{k,ilk}$.
$E_{k,ilk} = \frac{1}{2}m v_{ilk}^2 = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot (2)^2 = 10$ J.
$45 = E_{k,son} – 10 \Rightarrow E_{k,son} = 55$ J.
$E_{k,son} = \frac{1}{2}m v_{son}^2 \Rightarrow 55 = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot v_{son}^2 \Rightarrow 110 = 5 v_{son}^2 \Rightarrow 22 = v_{son}^2$.
$v_{son} = \sqrt{22} \approx 4.69$.
Seçeneklerde doğru cevap bulunmamaktadır. En yakın cevap D şıkkıdır (varsayımsal olarak).

---

Soru 5:

Bir iş, 20 J’lük enerji aktarımı demektir. Bu iş, 4 saniyede yapıldığında gücü kaç Watt olur?

A) 5
B) 10
C) 15
D) 20
E) 25

Çözüm:
Güç, aktarılan enerjinin (yapılan işin) zamana oranıdır ($P = E / t$).
$P = 20 \text{ J} / 4 \text{ s} = 5$ W.
Doğru cevap A şıkkıdır.

---

Soru 6:

Bir makine, 500 N’luk bir kuvvet uygulayarak bir cismi 10 metre hareket ettiriyor. Bu işlemi 20 saniyede tamamlayan makinenin gücü kaç Watt’tır?

A) 150
B) 200
C) 250
D) 300
E) 350

Çözüm:
Önce makinenin yaptığı işi bulalım: $W = F \cdot \Delta x = 500 \text{ N} \cdot 10 \text{ m} = 5000$ J.
Sonra gücü hesaplayalım: $P = W/t = 5000 \text{ J} / 20 \text{ s} = 250$ W.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 7:

Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Güç, yapılan işin zamana oranıdır.
B) İşin birimi Joule, gücün birimi Watt’tır.
C) Bir cismin potansiyel enerjisi, iş yapma kapasitesini gösterir.
D) Pozitif iş yapıldığında, cismin hızı artar.
E) Negatif iş yapıldığında, cismin kinetik enerjisi artar.

Çözüm:
Negatif iş yapıldığında, kinetik enerjide bir azalma olur, bu da cismin yavaşladığı anlamına gelir. Bu nedenle E şıkkı yanlıştır.
Doğru cevap E şıkkıdır.

---

Soru 8:

Bir cismin hızı 2 m/s’den 4 m/s’ye çıkarılıyor. Bu süreçte yapılan işi bulmak için hangi bilgilere ihtiyaç yoktur?

A) Cismin kütlesine
B) Cismin ilk hızına
C) Cismin son hızına
D) İşin yapılma süresine
E) Uygulanan net kuvvetin büyüklüğüne

Çözüm:
İş-Enerji Teoremi ($W_{net} = \frac{1}{2}m v_{son}^2 – \frac{1}{2}m v_{ilk}^2$) kullanılarak, işin hesaplanması için sadece kütle ve hız bilgileri yeterlidir. İşin yapılma süresi, gücün hesaplanması için gereklidir, iş için değil.
Doğru cevap D şıkkıdır.

---

Soru 9:

Bir cismin enerjisinin, iş yapma kapasitesi olması aşağıdakilerden hangisi için geçerlidir?

A) Yüksekten bırakılan cisim için potansiyel enerji.
B) Hareketli cisim için kinetik enerji.
C) Sıkıştırılmış bir yay için esneklik potansiyel enerjisi.
D) Hepsi
E) Hiçbiri

Çözüm:
Potansiyel, kinetik veya esneklik enerjisi gibi tüm enerji türleri, temel olarak iş yapabilme kapasitesini ifade eder. Yüksekten bırakılan cisim düşerken iş yapar, hareketli cisim durana kadar iş yapabilir, sıkıştırılmış yay serbest bırakıldığında iş yapabilir.
Doğru cevap D şıkkıdır.

---

Soru 10:

Bir makine 400 J’lük işi 20 saniyede yapıyor. Aynı işi 10 saniyede yapan bir başka makinenin gücü ne olur?

A) 20 W
B) 30 W
C) 40 W
D) 50 W
E) 60 W

Çözüm:
İkinci makinenin yaptığı iş 400 J’dür, bu işi 10 saniyede yapmıştır.
$P = W / t = 400 \text{ J} / 10 \text{ s} = 40$ W.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 11:

Enerjinin korunumu ilkesine göre, sürtünmesiz bir ortamda yerden yukarı atılan bir cismin toplam mekanik enerjisi nasıl değişir?

A) Sürekli artar.
B) Sürekli azalır.
C) Önce artar sonra azalır.
D) Sabit kalır.
E) Önce azalır sonra artar.

Çözüm:
Sürtünmesiz ortamlarda, mekanik enerji (potansiyel + kinetik) korunur. Bu nedenle cisim yükselirken kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüşürken, toplam mekanik enerjisi sabit kalır.
Doğru cevap D şıkkıdır.

---

Soru 12:

Aşağıdakilerden hangisi işin negatif olduğu bir durumu tanımlar?

A) Kuvvet ve yer değiştirme vektörleri aynı yöndedir.
B) Cisim sabit hızla hareket etmektedir.
C) Kuvvet ve yer değiştirme vektörleri birbirine diktir.
D) Kuvvet, cismin hareket yönüne zıt yönde uygulanır.
E) Cisme uygulanan kuvvetin etkisiyle cisim hızlanır.

Çözüm:
İşin negatif olması için, kuvvetin cismin hareket yönüne zıt yönde olması gerekir. Örneğin, sürtünme kuvveti veya havada yükselen bir cisme etki eden yerçekimi kuvveti.
Doğru cevap D şıkkıdır.

---

Soru 13:

Bir bisikletçi, 1000 J enerji harcayarak 10 metre yol alıyor. Bu durumda bisikletçinin yaptığı iş nedir?

A) 1000 W
B) 100 J
C) 1000 J
D) 100 W
E) Veri yetersiz.

Çözüm:
İş, harcanan enerjiye eşittir. Bisikletçi 1000 J enerji harcadığına göre, bisiklet üzerinde yaptığı iş de 1000 J’dur. Birim olarak “iş” ve “enerji” aynıdır.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 14:

Bir vinç, 20 kg’lık bir yükü 5 saniyede 10 metre yüksekliğe çıkarıyor. Vincin gücü kaç Watt’tır? (g = 10 m/s²)

A) 200
B) 300
C) 400
D) 500
E) 600

Çözüm:
Yapılan iş, yükün kazandığı potansiyel enerjiye eşittir: $W = mgh = 20 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2 \cdot 10 \text{ m} = 2000$ J.
Güç, işin zamana oranıdır: $P = W/t = 2000 \text{ J} / 5 \text{ s} = 400$ W.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 15:

Bir cisme uygulanan kuvvetin yaptığı iş, aşağıdaki niceliklerden hangisine bağlı değildir?

A) Kuvvetin büyüklüğüne
B) Cismin aldığı yola
C) Kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıya
D) Cismin ilk kinetik enerjisine
E) Kuvvetin hareket doğrultusundaki bileşenine

Çözüm:
Bir kuvvetin yaptığı iş, sadece o kuvvetin kendisine, yer değiştirmeye ve ikisi arasındaki açıya bağlıdır. Cismin ilk kinetik enerjisi, yapılan işin sonucunda cismin son kinetik enerjisini bulmak için gereklidir, ancak yapılan işin büyüklüğünü belirlemez.
Doğru cevap D şıkkıdır.