Un'auto che guida su un percorso tortuoso, magari con più fermate lungo il percorso, consumerà le gomme più velocemente di una che prende il percorso autostradale più rettilineo dal punto A al punto B.
Questo perché le gomme sentono il forza di attrito in ogni momento sono a contatto con la strada; più lungo è il viaggio, più attrito e quindi più energia termica, o calore, che viene generato e perso nell'ambiente.
Il calore dell'attrito non è più disponibile per l'auto per continuare a lavorare: l'unico modo per mantenerlo attivo è aggiungere carburante. Quindi la forza di attrito hanon ha portato ad alcuna energia immagazzinata. In effetti, ha provocato qualcosa dell'opposto: una trasformazione dell'energia da una forma più utile a una meno utile.
Definizione di una forza non conservatrice
Suggerimenti
Una forza non conservatrice non comporta alcuna energia immagazzinata.
Il lavoro svolto da a non conservativo la forza dipende dal percorso intrapreso; più lungo è il percorso, maggiore è l'energia termica che viene dissipata nell'ambiente circostante. Questa energia non può essere riutilizzata interamente (anche se parte di essa fosse conservata, il 100% di essa non potrebbe essere riutilizzata per più lavoro).
Perché la legge di conservazione dell'energia impone che l'energia totale in un sistema chiuso non può variazione, il lavoro totale svolto dalle forze non conservative deve essere uguale alla variazione di energia meccanica del sistema. In altre parole, tutta l'energia che viene "persa" in un sistema chiuso è il risultato di forze non conservative.
Al contrario, a forza conservativa si traduce in un lavoro che immagazzina energia potenziale che può essere riutilizzata in seguito. Il lavoro netto svolto da una forza conservativa, e quindi la quantità di energia immagazzinata, dipende dal totale dell'oggetto Dislocamento in linea retta piuttosto che per la distanza percorsa - è percorso indipendente.
Esempi di forze non conservatrici
L'attrito e la resistenza dell'aria (che in realtà è un'altra forma di attrito) producono energia termica, energia sonora e eventuali deformazioni superficiali, tutte "perse" dal sistema e quindi rappresentano energia che non può riutilizzare.
Ad esempio, quando un masso cade da una scogliera, durante la discesa subisce la forza della resistenza dell'aria. La resistenza dell'aria genera calore e suono, entrambe forme di energia termica che si disperdono nell'ambiente. Pertanto, le forze non conservative sono talvolta indicate come forze dissipative.
Quando il masso colpisce il suolo, la forza di attrito che sente con la superficie produce più calore e rumore, oltre a un grande cratere nel terreno. Il masso non può recuperare il calore o il suono persi, né il terreno riprenderà la sua forma originale.
Perché le forze non conservatrici sono importanti?
Le forze non conservative (e la legge di conservazione dell'energia) spiegano perché le macchine a moto perpetuo non sono possibili!
In un mondo pieno di attriti, l'energia potenziale e l'energia cinetica non sempre si convertono ordinatamente avanti e indietro. Finché un oggetto è in movimento, una parte del totale sarà sempre trasformata in calore da forze di attrito non conservative. Ne consegue che la quantità di tutta l'energia nell'universo sotto forma di calore è sempre in aumento e, alla fine, non rimarrà più energia utile. Questo è a volte indicato come la "morte termica" dell'universo.
Quindi, una macchina per il moto perpetuo - o qualsiasi invenzione di "energia infinita" - è fisicamente impossibile, perché non tutte le forze sono conservative.
Forze conservatrici contro forze non conservatrici
Al contrario, le forze conservative sono forze per le quali la quantità di lavoro svolto nello spostamento dal punto A al punto B è indipendente dal percorso. Le forze conservative includono la forza gravitazionale e le forze elastiche come la forza della molla.