İş Nedir ve Nasıl Hesaplanır?

İş Nedir ve Nasıl Hesaplanır?

İş Nedir?

İş, bir nesnenin yer değiştirmesi ya da hızının değiştirilmesi gibi bir fiziksel etki oluşturmak için harcanan enerjinin miktarıdır. Yani bir kuvvetin, bir mesafeyi geçmesi sonucu yapılan iş olarak tanımlanabilir.

İşin Hesaplanması

İş, kuvvet ile mesafenin çarpımı şeklinde hesaplanır. Birimi ise joule (J) olarak ifade edilir.

Iş = Kuvvet x Mesafe

Burada kuvvet newton (N) birimiyle ifade edilirken, mesafe metre (m) birimiyle ifade edilir.

Örneğin, 10 N kuvvetle 5 metre mesafe boyunca yapılan iş şu şekilde hesaplanır:

Iş = 10 N x 5 m = 50 J

Bu durumda 10 N kuvvet, 5 metre mesafeyi geçerek 50 joule iş yapmış olur.

Örnek Soru Çözümü

Bir öğrenci, 20 N kuvvetle 4 metre mesafe boyunca çantayı taşımıştır. Öğrenci ne kadar iş yapmıştır?

İş, kuvvet ile mesafenin çarpımı şeklinde hesaplanır.

Iş = Kuvvet x Mesafe

Iş = 20 N x 4 m = 80 J

Öğrenci, 20 N kuvvetle 4 metre mesafeyi geçerek 80 joule iş yapmıştır.

İşin Yapıldığı Yön

İş, kuvvetin ve mesafenin yönüne göre değişiklik gösterir. Kuvvet ve mesafe aynı yönde ise yapılan iş pozitif (+) olarak ifade edilir. Örneğin, bir kutuyu iterek hareket ettirmek pozitif iş yapmak anlamına gelir.

Ancak, kuvvet ve mesafe zıt yönde ise yapılan iş negatif (-) olarak ifade edilir. Örneğin, bir kutuyu çekerek hareket ettirmek negatif iş yapmak anlamına gelir.

Verimlilik

Verimlilik, bir makine ya da sistemde girdi olarak kullanılan enerjinin çıktı olarak elde edilen işe oranıdır. Verimlilik genellikle yüzde (%) olarak ifade edilir.

Verimlilik = Çıktı işi / Girdi işi x 100%

Örneğin, bir motorun girdi olarak kullandığı enerjiye karşı çıktı olarak elde ettiği işin verimliliği şu şekilde hesaplanabilir:

Girdi işi = 5000 J
Çıktı işi = 4000 J

Verimlilik = 4000 J / 5000 J x 100% = 80%

Bu durumda motorun verimliliği %80’dir, yani girdi olarak kullandığı enerjinin %80’ini çıktı olarak elde etmiştir.

Sonuç

İş, fiziksel etkiler sonucu harcanan enerjinin miktarını ifade eder. Kuvvet ile mesafenin çarpımı şeklinde hesaplanır ve birimi joule (J) olarak ifade edilir. İş, kuvvet ve mesafenin yönüne göre pozitif veya negatif olabilir. Verimlilik ise bir makine ya da sistemin girdi olarak kullanılan enerjinin çıktı olarak elde edilen işe oranını ifade eder ve yüzde (%) olarak ifade edilir.