Sorunun Çözümü
Fiziksel anlamda iş yapılması için iki temel şart vardır:
- Bir cisme kuvvet uygulanmalıdır.
- Cisim, uygulanan kuvvet doğrultusunda yer değiştirmelidir.
İş (W), kuvvet (F) ve yer değiştirme (d) çarpımıyla bulunur: $W = F \cdot d \cdot \cos(\theta)$, burada $\theta$ kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıdır.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Yerdeki sırt çantamı omuzlarıma taktım.
Sırt çantasını yerden yukarı kaldırmak için yer çekimine karşı bir kuvvet uygulanır ve çanta yukarı doğru yer değiştirir. Kuvvet ve yer değiştirme aynı doğrultuda olduğu için iş yapılmıştır. - B) Elimdeki tepsiyi sallamadan, üzerindeki tabaklarla mutfağa taşıdım.
Tepsiyi havada tutmak için yukarı doğru bir kuvvet uygulanır (yer çekimine karşı). Ancak tepsi yatay doğrultuda (mutfağa doğru) hareket eder. Uygulanan kuvvet (yukarı) ile yer değiştirme (yatay) birbirine diktir ($\theta = 90^\circ$). Bu durumda $\cos(90^\circ) = 0$ olduğu için fiziksel anlamda iş yapılmamıştır ($W = F \cdot d \cdot 0 = 0$). - C) Kağıttan yaptığım uçağı yukarı doğru fırlattım.
Uçağı fırlatmak için yukarı doğru bir kuvvet uygulanır ve uçak yukarı doğru yer değiştirir. Kuvvet ve yer değiştirme aynı doğrultuda olduğu için iş yapılmıştır. - D) Sandalyemi iterek hareket ettirdim.
Sandalyeyi itmek için bir kuvvet uygulanır ve sandalye kuvvet doğrultusunda yer değiştirir. Kuvvet ve yer değiştirme aynı doğrultuda olduğu için iş yapılmıştır.
Bu durumda, B seçeneğindeki eylemde uygulanan kuvvet ile cismin yer değiştirmesi birbirine dik olduğu için fiziksel anlamda iş yapılmamıştır.
Cevap B seçeneğidir.