Examkin

Soru

Zorluk: Kolayİş, Enerji ve Güç

Sürtünmelerin ihmal edildiği bir ortamda, yerde durmakta olan 3 kg3\text{ kg} kütleli bir cisme düşey doğrultuda yukarı doğru 40 N40\text{ N} büyüklüğünde sabit bir kuvvet şekildeki gibi uygulanmaktadır. Cisim bu kuvvetin etkisinde 2 m2\text{ m} yükseltildiğinde, net kuvvetin cisim üzerinde yaptığı iş kaç joule olur? (g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2)

  1. A
    140
  2. B
    80
  3. 20Cevap
  4. D
    60
  5. E
    120

Cevap

Net kuvvetin yaptığı iş 20 joule'dür.
Net kuvvetin yaptığı iş, net kuvvet ile yer değiştirmenin skaler çarpımıdır. Yukarı yönlü uygulanan kuvvet 40 N, aşağı yönlü ağırlık 30 N olduğundan net kuvvet yukarı yönlü 10 N büyüklüğündedir. 2 m yükseklik değişimi boyunca yapılan net iş 20 J olur.

Adım Adım Çözüm

1
Cisme etki eden yer çekimi kuvvetinin (ağırlığının) bulunması
G=m⋅g=3⋅10=30 NG = m \cdot g = 3 \cdot 10 = 30\text{ N}
Net kuvveti hesaplamak için cisme etki eden tüm kuvvetleri belirlememiz gerekir. Cismin ağırlığı düşey doğrultuda ve aşağı yönlüdür.
2
Cisme etki eden net kuvvetin bulunması
Fnet=F−G=40−30=10 NF_{\text{net}} = F - G = 40 - 30 = 10\text{ N} (yukarı yönlü)
Uygulanan kuvvet yukarı doğru, ağırlık ise aşağı doğru olduğundan net kuvvet bu iki kuvvetin farkıdır.
3
Net kuvvetin yaptığı işin hesaplanması
Wnet=Fnet⋅h=10⋅2=20 JW_{\text{net}} = F_{\text{net}} \cdot h = 10 \cdot 2 = 20\text{ J}
Net kuvvetin yaptığı iş, net kuvvet ile yer değiştirme miktarının çarpımı ile bulunur.

Anahtar Kavram

Net kuvvetin yaptığı iş, cismin mekanik enerjisindeki (bu durumda kinetik enerjisindeki) değişime eşittir ve net kuvvet ile yer değiştirmenin çarpımıyla hesaplanır.
Bu soruyu puanla

Konular

İş, Enerji ve Güç

Bu konudan daha fazla soru