Fiziksel anlamda iş (W), bir cisme uygulanan kuvvet (F) ile cismin kuvvet doğrultusunda yaptığı yer değiştirmenin (d) çarpımıdır. Matematiksel olarak \(W = F \cdot d \cdot \cos\theta\) şeklinde ifade edilir. Burada \(\theta\), kuvvet ile yer değiştirme vektörleri arasındaki açıdır. İş yapılabilmesi için kuvvet ve yer değiştirme olmalı ve bu ikisi birbirine dik olmamalıdır (\(\theta \neq 90^\circ\)). Eğer kuvvet ile yer değiştirme birbirine dik ise (\(\theta = 90^\circ\)), \(\cos90^\circ = 0\) olacağından iş yapılmaz.
- A) El arabasını iten işçi: İşçi el arabasına uyguladığı kuvvetle aynı yönde bir yer değiştirme sağlar. (\(\theta = 0^\circ\)). Bu durumda iş yapılır.
- B) Yerden kalemini alıp masaya koyan öğrenci: Öğrenci kalemi yukarı doğru kaldırırken yer çekimine karşı bir kuvvet uygular ve kalem yukarı doğru yer değiştirir. Kuvvet ve yer değiştirme aynı yöndedir. Bu durumda iş yapılır.
- C) Düz yolda başının üzerinde tepsisini sallamadan taşıyan simitçi: Simitçi tepsiyi başının üzerinde taşırken, tepsiyi yukarı doğru (yer çekimine karşı) bir kuvvetle destekler. Ancak simitçi düz yolda ilerlerken tepsi yatay doğrultuda yer değiştirir. Tepsiyi destekleyen kuvvet (dikey) ile tepsiyi taşıyan kişinin yataydaki yer değiştirmesi birbirine diktir (\(\theta = 90^\circ\)). Bu durumda fiziksel anlamda iş yapılmaz.
- D) Balkondan düşen saksı: Saksı düşerken yer çekimi kuvveti (aşağı doğru) tarafından çekilir ve yer çekimi kuvveti doğrultusunda (aşağı doğru) yer değiştirir. Kuvvet ve yer değiştirme aynı yöndedir. Bu durumda yer çekimi kuvveti iş yapar.
Bu analizlere göre, simitçinin tepsiyi taşıması durumunda, tepsiye uyguladığı kuvvet ile tepsiyi taşıdığı yön (yer değiştirme) birbirine dik olduğu için fiziksel anlamda iş yapılmamıştır.
Cevap C seçeneğidir.