Kad netko digne šalicu kave sa stola, radiprotiv gravitacije.Jednom kada šalica više nije na stolu, već u zraku, ona je pohranila potencijalnu energiju. Ako se pusti, pao bi.
Sila gravitacije je primjer akonzervativna sila. Druge sile oko nas na sličan način pohranjuju energiju u sustavu držeći predmete u određenoj konfiguraciji što će rezultirati kretanjem, transformirajući uskladištenu energiju u kinetičku, kad se jednom oslobodi.
Ukupna kinetička i potencijalna energija u sustavu naziva se ukupnom mehaničkom energijom sustava. Ukupna energija je zbroj mehaničke energije i toplinske i ostalih oblika energije.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Konzervativne snage rezultiraju pohranjenom potencijalnom energijom.
Definicija konzervativne snage
Pogledajte opet onu šalicu s kavom. Bilo da je šalica bačena prema gore iznad struka osobe prije nego što je uhvaćen u rukama u visini struka, ili je jednostavno se podigne ravno do visine struka, količina gravitacijske potencijalne energije koju čaša sadrži na kraju ostaje isti. Isti će pad imati ako padne s visine struka u oba slučaja.
Drugim riječima, količina potencijalne energije koju objekt dobije iskustvom konzervativne sile jeneovisan o putu: ovisi samo o objektukonačni pomak (razlika između konačnog i početnog položaja), a ne ukupna prijeđena udaljenost. Dok je u prvom slučaju šalica putovalasveukupno daljeod točke a do točke b - kretanje prema gore, trenutno zaustavljanje, a zatim padanje dolje na ruke to ga je uhvatilo - i dalje je počinjalo i završavalo u istim položajima kao i šalica koja je jednostavno podignuta gore. To čini ukupnu promjenu potencijalne energijeod sile gravitacijeza svaku šalicu isto.
Suprotno tome, nekonzervativna sila ne rezultira pohranjenom energijom. Umjesto toga, energija koju koristi nekonzervativna sila za radrasipa se u okolno okruženje kao toplina (toplinska energija) i ne može se ponovno upotrijebiti.
Druga uobičajena definicija konzervativne sile je ona u kojoj neto rad obavljen u zatvorenom putu iznosi nula. Zatvoreni put je onaj u kojem objekt započinje i završava u istom položaju (njegovo pomicanje je nula). Jerraditiu fizici je silaFdjelujući na objekt puta njegov pomakd
W = Fd
proizlazi da ako je pomak objekta jednak nuli, takav je i ukupni rad. Sila koja ga je pokrenula, tada je morala biti konzervativna.
Primjeri konzervativnih snaga
Poput gravitacije, i druge konzervativne sile uzrokuju promjenu položaja predmeta što rezultira pohranjenom energijom. Na primjer, sila opruge u namotanoj igrački poput Slinkyja ili strelice koja se povuče na luk konzervativne su snage, kao i elektrostatička sile koje drže dvije nabijene čestice na nekoj udaljenosti jedna od druge, ili magnetske sile koje drže sjeverni i južni pol ili dva šipka magneta odvojeno.
Čim se objekti "puste" u bilo kojem od ovih slučajeva, pomaknut će se. Slinky će se pojaviti, strelica će letjeti do cilja ili će čestice privući ili odbiti.
Zašto su konzervativne snage bitne
Konzervativne snage omogućuju ljudima da skladište energiju koja se kasnije može korisno raditi. Izvor su energije za višekratnu upotrebu - objekt se može podići s tla kako bi gravitacijska sila na njega djelovala iznova, a luk i strijela može se postaviti i otpustiti više puta.
Naravno, u stvarnom svijetu konzervativne snage ne postoje izolirano. U svakoj od ovdje opisanih situacija,neka energija se uvijek odvaja kao toplina od sile trenja, nekonzervativna sila i koja se više ne može izravno vratiti pohranjenoj energiji u tom sustavu.
Niti su konzervativne snage same po sebi bezgranične. U jednom će trenutku ispružena opruga doseći svoju elastičnu granicu i slomiti se. Šalica za kavu koja je pala s previsoke smjese razvalit će se i popraviti neće. Ali s solidnim razumijevanjem ograničenja ovih predmeta, fizičar ili inženjer može napraviti brane, djedove satove, akumulatore i bezbroj drugih uređaja koji mogu raditi korisne stvari.