İş (fizik)

Belirleyici Kuvvetler

Belirleyici güçler nesneyi bir sınır içerisinde kısıtlı tutan bir sistemdeki bileşenlerin hareketini belirler (yerçekimi ve bir eğim durumunda, nesne eğime yapışır, gergin bir tele tutturulduğunda teli daha da germek için ileriye doğru hareket edemez). Belirleyicinin yönündeki bütün hareketleri ortadan kaldırırlar, yani belirleyici kuvvetler o nesnenin süratı bu kuvvete 0 paralel olmaya zorlandığı için bu kuvvet dolayısıyla sistem üzerinde iş yapmazlar.
Örneğin, düzgün dairesel hareket yanında bir top üzerindeki bir yay tarafından içeriye doğru uygulanan merkezcil kuvvet topu hareketini dairenin merkezinden uzağa doğru sınırlandıran dairesel harekete zorlar. Bu kuvvet sıfır iş yapar çünkü topun süratine diktir. 
Bir diğer örnek ise masa üzerinde duran kitaptır. Eğer masa üzerinde kayması için kitaba dış kuvvetler uygulanırsa, masa tarafından uygulanan kuvvet kitabın aşağıya doğru hareketini kısıtlar. Masa tarafından uygulanan kuvvet kitabı destekler ve hareketine dikeydir, bu da belirleyici kuvvetin iş yapmadığı anlamına gelir.
Yüklü bir parçacık üzerindeki manyetik güç F = qv × B’dir, burada q yük, v parçacığın sürati ve B manyetik alan. Çapraz çarpım sonucu daima orijinal vektörlerin her ikisine de diktir, yani F ⊥ v. İki dikey vektörün iç çarpım ürünü daima sıfırdır yani iş W = F · v = 0’dır ve manyetik güç iş yapmaz. Hareketin yönünü değiştirebilir ama hiçbir zaman hızı değiştiremez.

İş ve Potansiyel Enerji

F kuvveti ve uygulama noktasının v süratinin skaler çarpımı zamanın herhangi bir anında bir sisteme güç girişini tanımlar. Bu gücün uygulama noktası gidim izine entegrasyonu,  C=x(t), güç tarafından sisteme iş girişini tanımlar.

Yay Tarafından Yapılan İş

Yaylardaki kuvvetler paraleldir.Bir nesnenin nasıl hareket ettiğinden bağımsız olarak x yönündeki sapmasına orantısal olan bir yatay F=(-kx, 0, 0)  kuvveti uygulayan bir yay göz önüne alın. Bu yayın X(t) = (x(t), y(t), z(t)), eğrisi boyunca hareket eden bir nesne üzerindeki işi 
F sağlamak için v=(vₓ, vy, vz), sürati kullanılarak hesaplanır.
Kolaylık için, t=0 noktasında yayla oluşan teması dikkate alın, x mesafesindeki sonucun integrali ve sonra da xvₓ, is (1/2)x²

Genel Bakış

İş-enerji ilkesinin açığa çıkışı Newton’un ikinci kuralı ile ve parçacığa uygulanan kuvvetleri de içeren bileşke kuvvet ve hareketini etkileyen sınırlayıcı kuvvetlerle başlar. Parçacığın sürati ile birlikte kuvvetlerin skaler çarpımlarının ölçümlemesi sisteme eklenen eni gücü değerlendirir. 
Sınırlayıcılar parçacığın hareket yönünü sınırlayıcı kuvvetin yönünde süratin bileşkesi olmamasını sağlayarak belirlerler. Bu aynı zamanda sınırlayıcı kuvvetlerin ani güce katılmadıkları anlamına gelir. Bu skaler denklemin zamana göre türevi ani güçten iş ve sürat ve ivmenin skaler çarpımından kinetik enerji kazancı sağlar. İş-enerji ilkesinin sınırlayıcı kuvvetleri ortadan kaldırdığı gerçeği Lagrange mekaniği altında yatar. 
Bu bölüm iş-enerji ilkesine parçacık dinamiğine uygulanması noktasında odaklanıyor. Daha genel sistemlerde iş bir mekanik aracın potansiyel enerjisini, termal sistemdeki ısı enerjisini ya da bir elektronik aygıttaki elektrik enerjisini değiştirebilir. İş enerjisi bir noktadan diğerine ya da bir formdan diğerine transfer eder.