Un automóvil que circula por una ruta sinuosa, quizás con múltiples paradas en el camino, desgastará sus neumáticos más rápido que uno que tome el camino más recto de la carretera desde el punto A al B.
Esto se debe a que los neumáticos sienten la fuerza de fricción en todo momento están en contacto con la carretera; Cuanto más largo sea el viaje, más fricción y, por lo tanto, más energía térmica, o calor, que se genera y se pierde en el medio ambiente.
El calor de la fricción ya no está disponible para que el automóvil continúe trabajando; la única forma de mantenerlo en funcionamiento es agregar combustible. Así, la fuerza de fricción poseeno resultó en ninguna energía almacenada. De hecho, resultó en algo opuesto: una transformación de la energía de una forma más útil a una menos útil.
Definición de una fuerza no conservadora
Consejos
Una fuerza no conservadora no da como resultado ninguna energía almacenada.
El trabajo realizado por un ningún conservante la fuerza depende del camino tomado; cuanto más largo es el camino, más energía térmica se disipa al entorno circundante. Esta energía no se puede reutilizar por completo (incluso si se retuviera parte de ella, el 100 por ciento de ella no se podría reutilizar para más trabajo).
Debido a que la ley de conservación de la energía dicta que la energía total en un sistema cerrado no puede cambio, el trabajo total realizado por fuerzas no conservativas debe ser igual al cambio en la energía mecánica del sistema. En otras palabras, toda la energía que se "pierde" en un sistema cerrado es el resultado de fuerzas no conservadoras.
En contraste, un fuerza conservadora da como resultado un trabajo que almacena energía potencial que se puede reutilizar más tarde. El trabajo neto realizado por una fuerza conservadora, y por lo tanto la cantidad de energía almacenada, depende del total del objeto. desplazamiento en línea recta en lugar de la distancia recorrida, es camino independiente.
Ejemplos de fuerzas no conservadoras
La fricción y la resistencia del aire (que en realidad es otra forma de fricción) dan como resultado energía térmica, energía sonora y posiblemente deformaciones de la superficie, todas las cuales se "pierden" del sistema y, por lo tanto, representan energía que no puede reutilizar.
Por ejemplo, cuando una roca cae de un acantilado, experimenta la fuerza de la resistencia del aire en el camino hacia abajo. La resistencia del aire genera calor y sonido, ambas formas de energía térmica que se disipan en el medio ambiente. Por lo tanto, las fuerzas no conservadoras a veces se denominan fuerzas disipativas.
Cuando la roca golpea el suelo, la fuerza de fricción que siente con la superficie genera más calor y sonido, además de un gran cráter en el suelo. La roca no puede recuperar el calor o el sonido perdidos, ni el suelo recuperará su forma original.
Por qué son importantes las fuerzas no conservadoras
Las fuerzas no conservadoras (y la ley de conservación de energía) explican por qué las máquinas de movimiento perpetuo no son posibles.
En un mundo lleno de fricción, la energía potencial y la energía cinética no siempre se convierten claramente de un lado a otro. Mientras un objeto esté en movimiento, parte del total siempre se transformará en calor a partir de fuerzas de fricción no conservadoras. De ello se deduce que la cantidad de toda la energía del universo en forma de calor es siempre aumentando y, eventualmente, no quedará más energía útil. Esto a veces se conoce como la "muerte por calor" del universo.
Por lo tanto, una máquina de movimiento perpetuo, o cualquier invención de "energía sin fin", es físicamente imposible, porque no todas las fuerzas son conservadoras.
Fuerzas conservadoras vs no conservadoras
En contraste, las fuerzas conservadoras son fuerzas para las cuales la cantidad de trabajo realizado al moverse del punto A al punto B es independiente de la trayectoria. Las fuerzas conservadoras incluyen la fuerza gravitacional y las fuerzas elásticas como la fuerza del resorte.
