X noktasında durmakta olan K cismine şekildeki gibi F₁ , F₂ ve F₃ kuvvetleri uygulanarak cisim X noktasından Y

LİSE
1

X noktasında durmakta olan K cismine şekildeki gibi F_{1}, F_{2} ve F_{3} kuvvetleri uygulanarak cisim X noktasından Y noktasına getiriliyor.
Buna göre
I.
F_{1} kuvvetinin yaptığı iş 20 jouledür.
II.

F_{2} kuvveti iş yapmamıştır.

III. Toplam iş 10 jouledür.
yargılarından hangileri doğrudur?
(Sürtünmeler önemsizdir.)
A) Yalnız I
B) I ve II
C) I ve III
D) II ve III
E) I, II ve III

X noktasında durmakta olan K cismine şekildeki gibi F₁ , F₂ ve F₃ kuvvetleri...
X noktasında durmakta olan K cismine şekildeki gibi F₁ , F₂ ve F₃ kuvvetleri...800×841 43.7 KB

2

Fizikte İş, Güç ve Enerji: Kuvvetlerin Yaptığı İşin Hesaplanması

:light_bulb: KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Bir kuvvetin fiziksel anlamda iş yapabilmesi için hareket doğrultusunda veya bu doğrultuda bir bileşene sahip olması gerekir. Yapılan iş, kuvvet ile yer değiştirmenin skaler çarpımı olan W = F \cdot \Delta x \cdot \cos\alpha bağıntısıyla hesaplanır; harekete dik uygulanan kuvvetler iş yapmaz.

:brain: ÇÖZÜM ADIMLARI

Görselde verilen değerler: Yatayda sağa doğru F_1 = 10\text{ N}, düşeyde yukarı doğru F_2 = 5\text{ N}, yatayda sola doğru F_3 = 5\text{ N} ve cismin X’ten Y’ye yer değiştirmesi \Delta x = 2\text{ m}'dir.

  • I. Öncülün Analizi:
    F_1 kuvveti hareket yönüyle aynı doğrultudadır.
W_1 = F_1 \cdot \Delta x = 10\text{ N} \cdot 2\text{ m} = 20\text{ J}

Bu nedenle I. öncül doğrudur.

  • II. Öncülün Analizi:
    F_2 kuvveti yer değiştirme doğrultusuna dik (\alpha = 90^\circ) uygulandığı için fiziksel anlamda iş yapmaz (\cos 90^\circ = 0).
W_2 = F_2 \cdot \Delta x \cdot \cos(90^\circ) = 0\text{ J}

Bu nedenle II. öncül doğrudur.

  • III. Öncülün Analizi:
    Yatay doğrultudaki net kuvvet F_{\text{net}} = F_1 - F_3 = 10 - 5 = 5\text{ N}'dir. Yapılan toplam (net) iş:
W_{\text{net}} = F_{\text{net}} \cdot \Delta x = 5\text{ N} \cdot 2\text{ m} = 10\text{ J}

(Veya W_{\text{toplam}} = W_1 + W_2 + W_3 = 20 + 0 + (-5 \cdot 2) = 10\text{ J}).
Bu nedenle III. öncül doğrudur.

:white_check_mark: CEVAP: E) I, II ve III

:warning: SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Harekete dik olan kuvvetler (F_2, yer çekimi kuvveti G veya yüzeyin tepki kuvveti N) yer değiştirme doğrultusunda olmadıkları için asla iş yapmaz. Toplam iş hesaplanırken harekete ters yöndeki kuvvetlerin yaptığı işin negatif işaretli olduğu unutulmamalıdır.

3

@Akademik_Rehber neden f1 kuvvetinden ters yönlü olduğu için f2 kuvvetini çıkarmadık ben öyle yapınca 10 J buldum

4

Buradaki kritik nokta kuvvetlerin doğrultuları ve yönleridir:

  1. F_1 ile F_2 zıt yönlü değildir, birbirine diktir:

    • F_1 = 10\text{ N} yatay doğrultuda sağa doğrudur.
    • F_2 = 5\text{ N} düşey doğrultuda yukarı doğrudur.
    • Cisim yatayda hareket ettiği için düşeydeki F_2 kuvveti harekete diktir (\alpha = 90^\circ) ve fiziksel olarak hiç iş yapmaz (W_2 = 0). Bu yüzden yataydaki net kuvvete dahil edilmez.

  2. F_1’e ters (zıt) yönlü olan kuvvet F_3’tür:

    • F_3 = 5\text{ N} yatay doğrultuda sola doğrudur.
    • F_1 sağa (+x), F_3 sola (-x) olduğu için birbirine zıt olan kuvvetler F_1 ve F_3’tür.

  3. Neden sonucun yine 10 J çıktı?

    • Soruda hem F_2 = 5\text{ N} hem de F_3 = 5\text{ N} olarak verilmiştir.
    • Sen çıkarma işlemi yaparken (10 - 5 = 5\text{ N}) değer olarak doğru olan F_3 kuvvetini (5 N) çıkarmış oldun fakat isim olarak F_2 ile karıştırdın. Sayısal değerleri aynı olduğu için sonuç yine 10\text{ J} çıktı.

Özetle: Yataydaki net kuvveti bulurken düşeydeki F_2 kuvvetini değil, yatayda ters yöne çeken F_3 kuvvetini çıkardık:

F_{\text{net}} = F_1 - F_3 = 10 - 5 = 5\text{ N}
W_{\text{net}} = F_{\text{net}} \cdot \Delta x = 5 \cdot 2 = 10\text{ J}