Sorunun Çözümü
Yapılan iş (W), bir cisme uygulanan kuvvet (F) ile kuvvetin uygulama noktası doğrultusundaki yer değiştirmenin (h) çarpımıdır. Yer çekimine karşı yapılan iş için formül:
- $W = F \cdot h = m \cdot g \cdot h$
Burada:
- $m$: cismin kütlesi
- $g$: yer çekimi ivmesi
- $h$: yükseklik
- $F = m \cdot g$: cismin ağırlığıdır.
Başlangıç Durumu:
- Enes, 1. kanepeyi zeminden 1. kata çıkarıyor.
- Yükseklik ($h_0$) = 2 m.
- Yapılan iş ($W_0$) = 80 J.
- Bu durumda, ilk kanepenin ağırlığı ($F_0$) için:
- $W_0 = F_0 \cdot h_0 \Rightarrow 80 \text{ J} = F_0 \cdot 2 \text{ m}$
- $F_0 = \frac{80}{2} = 40 \text{ N}$ (İlk kanepenin ağırlığı 40 N'dur.)
Şimdi her bir işi ayrı ayrı inceleyelim:
İş 1:
- Kanepe ağırlığı: İlk kanepenin 2 katı = $2 \cdot F_0 = 2 \cdot 40 \text{ N} = 80 \text{ N}$.
- Yükseklik: Zeminden 1. kata = $h_1 = 2 \text{ m}$.
- Yapılan iş ($W_1$) = $F_1 \cdot h_1 = 80 \text{ N} \cdot 2 \text{ m} = 160 \text{ J}$.
- Bu iş 80 J değildir.
İş 2:
- Kanepe ağırlığı: İlk kanepenin yarısı = $\frac{1}{2} \cdot F_0 = \frac{1}{2} \cdot 40 \text{ N} = 20 \text{ N}$.
- Yükseklik: Zeminden 2. kata. Her kat 2 m olduğundan, 2. katın yüksekliği $h_2 = 2 \text{ m} + 2 \text{ m} = 4 \text{ m}$.
- Yapılan iş ($W_2$) = $F_2 \cdot h_2 = 20 \text{ N} \cdot 4 \text{ m} = 80 \text{ J}$.
- Bu iş 80 J'dir.
İş 3:
- Kanepe ağırlığı: İlk kanepe ile aynı = $F_3 = F_0 = 40 \text{ N}$.
- Yükseklik: Zeminden 2. kata = $h_3 = 4 \text{ m}$.
- Yapılan iş ($W_3$) = $F_3 \cdot h_3 = 40 \text{ N} \cdot 4 \text{ m} = 160 \text{ J}$.
- Bu iş 80 J değildir.
Sonuç olarak, Enes sadece İş 2'de yine 80 J'lük iş yapmıştır.
Cevap A seçeneğidir.