Fiziksel anlamda iş (W), uygulanan kuvvet (F) ile kuvvet doğrultusundaki yer değiştirmenin (d) çarpımıdır: \(W = F \cdot d\). İşin yapılabilmesi için kuvvet ve yer değiştirme aynı doğrultuda olmalıdır.

• Sarp'ın araştırma sorusu: "Yapılan işin büyüklüğü, cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüne bağlı mıdır?"
  Bu soruyu test etmek için Sarp'ın, cismin aldığı yolu (d) sabit tutarken, cisme uyguladığı kuvvetin (F) büyüklüğünü değiştirmesi gerekir.
• Ali'nin araştırma sorusu: "Yapılan işin büyüklüğü, cismin aldığı yolun uzunluğuna bağlı mıdır?"
  Bu soruyu test etmek için Ali'nin, cisme uyguladığı kuvveti (F) sabit tutarken, cismin aldığı yolun (d) uzunluğunu değiştirmesi gerekir.

Şimdi seçenekleri inceleyelim:

• A) Sarp, özdeş kitapları farklı raflara yerleştiriyor. Kitaplar özdeş olduğu için ağırlıkları (uygulanan kuvvet) sabittir. Rafların yükseklikleri farklı olduğu için alınan yol değişkendir. Bu düzenek Ali'nin sorusuna uygundur.
• B) Ali, aynı cismi 20 metre çekiyor (yol sabit). Bir durumda 6 N, diğer durumda 10 N kuvvet uyguluyor (kuvvet değişken). Bu düzenek Sarp'ın sorusuna uygundur.
• C) Ali, kitap kolilerini kucağında taşıyor. Kucağında taşıdığı için uyguladığı kuvvet yukarı yönlüdür, hareket ise yataydır. Kuvvet ile yer değiştirme birbirine dik olduğu için fiziksel anlamda iş yapılmaz. Dolayısıyla bu bir deney düzeneği olamaz.
• D) Sarp, 10 N ve 20 N ağırlığındaki kutuları eşit sayıda basamağın üzerine çıkarıyor. Burada kutuların ağırlıkları farklı olduğu için uygulanan kuvvet (F) değişkendir (10 N ve 20 N). Kutular eşit sayıda basamağın üzerine çıkarıldığı için alınan yol (yükseklik, d) sabittir. Bu düzenek, Sarp'ın "Yapılan işin büyüklüğü, cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüne bağlı mıdır?" sorusunu doğrudan test etmek için uygundur.

Bu analizlere göre, D seçeneğindeki deney düzeneği Sarp'ın araştırma sorusuna uygun bir düzenektir.

Cevap D seçeneğidir.