İş nedir?

Fizikte, bir cisim bir kuvvetin etkisi altındayken yer değiştiriyorsa, alınan yol ile kuvvetin bu yol doğrultusundaki bileşeninin çarpımı. Günlük hayatta iş kelimesi adalelerle yapılan veya zihni bir çabayı gerektiren faaliyetin herhangi bir şekli için kullanılmaktadır. Bir ağırlığı kaldırmak demek, bir kuvveti bir yol boyunca tesir ettirmek demektir. Ağırlığın kaldırılacağı yüksekliğe göre yorgunluk farklı olur. Tesir ettirmek zorunda olunan kuvvetin büyüklüğüne göre de durum aynıdıriş

Bir kuvvetin iş yapabilmesi için, bu kuvvetin cismin hareket doğrultusundaki bileşeni sıfır olmamalıdır. Bu bakımdan, hareket halindeki bir cismin hareket doğrultusuna daima dik kalacak şekilde etki eden kuvvetler (Dairesel hareketteki merkezcil kuvvet gibi) iş yapmazlar. Buna göre bir ağırlık kaldırıldığı, bir yay gerildiği veya bir gaz silindir içinde sıkıştırıldığı zaman bir iş yapılmıştır. Diğer taraftan ağır bir cismi kolları uzatarak hareketsiz olarak tutmak "zor iş" ise de, hareket olmadığı için teknik manada bir iş yapılmış değildir.

X ekseni olarak kabul edeceğimiz yatay bir doğrultuda hareket eden bir cisim üzerine, hareket doğrultusu ile a açısı yapan sabit bir F kuvveti dışardan uygulanırsa; cisim bir x yerdeğiştirmesi yaptığı vakit, bu kuvvetin yaptığı W işi, yer değiştirme ile kuvvetin yer değiştirme doğrultusundaki izdüşümünün çarpımı olarak tarif edilir.

İş birimleri

CGS sisteminde 1 dyn’lik bir kuvvetin bir cisme yol doğrultusunda 1 cm mesafe boyunca tesir etmesiyle elde edilen iştir. Bu işe 1 erg denir. MKS sisteminde ise kuvvet birimi newton, yol birimi metredir. Çıkan iş birimi ise joule olur. Yani 1 Joule = 1 newton. 1 metredir. 1 joule = 10 7 erg’dir. Teknik ölçü sisteminde ise yani M.K. kuvvet. S. sisteminde kuvvet birimi kgf (kilogram kuvvet) yol birimi metredir. Dolayısıyla iş birimi kgf. metredir. Diğer iş birimleri: 1 Kgf.m = 9,8 joule, 1 Watt. saniye= 1 joule, 1 kW.h= 3,6.10 6 joule, 1 Beygir. saat= 0,736 kW.h’dır.

Şekil değiştirme (Deformasyon) işi

Buna elastiki iş de denilebilir. Mesela bir yayı germek için yapılması gereken iş gibi. Helezon bir yayı esneklik sınırları içinde x kadar uzatmış veya sıkıştırmış isek, yaptığımız iş W= 1/2 k.x2 dir. Burada k, yayın kuvvet sabitidir.

Hızlanma işi

Bir tüfek veya top namlusu içerisinde bulunan merminin namluyu terk etmesi için barut gazlarının ona verdiği iş veya m kütleli cismin F kuvvetiyle x yolu boyunca hızlandırılması halinde yapılan iştir. Mesela m kütleli bir cisim sabit bir F kuvvetiyle x yolu boyunca hızlandırılmış olsun. Bu haldeki hızlanma işi:

W = F.x’tir. Burada F = m.a olduğundan:

W = m.a.x yazılabilir. (a = cismin kazandığı ivmedir.)

Şayet hareket düzgün hızlanan bir hareket ise: x = v 2 /2a dır. W= m.a.x = m.a. v 2 /2a, yani:

W = 1/2 m.v2 olur. m kütleli bir cisme v hızını kazandırmak için yapılması gereken hızlandırma işi W = 1/2 m.v2 ye eşit olur ki, bu da cisme verilen kinetik enerjiye denktir.