İş, Enerji ve Güç Hesaplama

Fizikte iş nedir?

Bir kuvvet bir cismi hareket ettirdiğinde iş yapılır. İş, kuvvetin hareket yönündeki bileşeni ile alınan yolun çarpımıdır: W = F × d × cos θ. Birimi joule (J) olur: 1 joule, 1 newtonluk kuvvetin cismi 1 metre taşımasıyla yapılan iştir.

Açı önemlidir. Kuvvet hareket yönündeyse (θ = 0) işin tamamı sayılır. Kuvvet harekete dikse (θ = 90°) iş sıfırdır: bir çantayı yatay yolda taşırken kolunuzun uyguladığı düşey kuvvet fizik anlamında iş yapmaz.

Güç nedir?

Güç, işin ne kadar hızlı yapıldığını gösterir: P = W / t. Birimi watt (W) olur, 1 watt saniyede 1 joule demektir. Sabit hızla hareket eden bir cisimde güç P = F × v ile de bulunur.

Enerji

Enerji iş yapabilme yeteneğidir ve iş ile aynı birimle ölçülür. Güç ile sürenin çarpımı harcanan enerjiyi verir: W = P × t. Elektrik faturasındaki kilovatsaat bu çarpımdır: 1 kWh = 3.6 milyon joule.

Örnek

Bir sandık 200 N kuvvetle 5 metre itilirse yapılan iş 200 × 5 = 1000 J olur. Bu iş 4 saniyede yapıldıysa güç 1000 / 4 = 250 W eder.

Sınırlar

Hesap sabit kuvvet içindir. Yay kuvveti gibi yol boyunca değişen kuvvetlerde bu formül doğrudan kullanılamaz. Kinetik ve potansiyel enerji için ayrı araçlar vardır.