Une voiture roulant sur une route sinueuse, avec peut-être plusieurs arrêts en cours de route, usera ses pneus plus rapidement qu'une voiture qui emprunte le chemin routier le plus droit du point A au point B.
C'est parce que les pneus ressentent le force de frottement à chaque instant ils sont en contact avec la route; plus le trajet est long, plus il y a de frictions et donc plus l'énérgie thermique, ou alors Chauffer, qui est généré et perdu dans l'environnement.
La chaleur du frottement n'est plus disponible pour la voiture pour continuer à travailler - la seule façon de la maintenir est d'ajouter du carburant. Ainsi la force de frottement possèden'a pas entraîné d'énergie stockée. En fait, cela a abouti à quelque chose du contraire - une transformation de l'énergie d'une forme plus utile à une forme moins utile.
Définition d'une force non conservatrice
Conseils
Une force non conservatrice n'entraîne pas de stockage d'énergie.
Le travail effectué par un non conservateur la force dépend du chemin emprunté; plus le chemin est long, plus l'énergie thermique est dissipée dans le milieu environnant. Cette énergie ne peut pas être entièrement réutilisée (même si une partie était conservée, 100 % de celle-ci ne pourrait pas être réutilisée pour d'autres travaux).
Parce que la loi de conservation de l'énergie dicte que l'énergie totale dans un système fermé ne peut pas changement, le travail total effectué par les forces non conservatrices doit être égal au changement d'énergie mécanique du système. Autrement dit, toute l'énergie qui est "perdue" dans un système fermé est le résultat de forces non conservatrices.
En revanche, un Force conservatrice résulte en un travail qui stocke de l'énergie potentielle qui peut être réutilisée plus tard. Le travail net effectué par une force conservatrice, et donc la quantité d'énergie stockée, dépend du total de l'objet déplacement en ligne droite plutôt que la distance parcourue - il est chemin indépendant.
Exemples de forces non conservatrices
La friction et la résistance de l'air (qui est vraiment une autre forme de friction) entraînent toutes deux de l'énergie thermique, de l'énergie sonore et éventuellement des déformations de surface, qui sont toutes "perdues" du système et représentent donc une énergie qu'il ne peut pas réutilisation.
Par exemple, lorsqu'un rocher tombe d'une falaise, il subit la force de la résistance de l'air en descendant. La résistance de l'air génère de la chaleur et du son, deux formes d'énergie thermique qui se dissipent dans l'environnement. Ainsi, les forces non conservatrices sont parfois appelées forces dissipatives.
Lorsque le rocher touche le sol, la force de friction qu'il ressent avec la surface produit plus de chaleur et de son, ainsi qu'un grand cratère dans le sol. Le rocher ne peut pas récupérer la chaleur ou le son perdu, et le sol ne reprendra pas sa forme d'origine.
Pourquoi les forces non conservatrices sont importantes
Les forces non conservatrices (et la loi de conservation de l'énergie) expliquent pourquoi les machines à mouvement perpétuel ne sont pas possibles !
Dans un monde plein de frictions, l'énergie potentielle et l'énergie cinétique ne se convertissent pas toujours parfaitement dans les deux sens. Tant qu'un objet est en mouvement, une partie du total sera toujours transformée en chaleur à partir de forces de friction non conservatrices. Il s'ensuit que la quantité de toute l'énergie dans l'univers sous forme de chaleur est toujours en augmentation et, finalement, il ne restera plus d'énergie utile. C'est ce qu'on appelle parfois la « mort thermique » de l'univers.
Ainsi, une machine à mouvement perpétuel - ou toute invention à "énergie sans fin" - est physiquement impossible, car toutes les forces ne sont pas conservatrices.
Forces conservatrices vs forces non conservatrices
En revanche, les forces conservatrices sont des forces pour lesquelles la quantité de travail effectué pour se déplacer d'un point A à un point B est indépendante du chemin. Les forces conservatrices comprennent la force gravitationnelle et les forces élastiques telles que la force du ressort.