არაკონსერვატიული ძალები: რა არის ეს და რატომ არის ეს მნიშვნელოვანი (მაგალითები)

გრაგნილი მარშრუტით მოძრავი მანქანა, შესაძლოა გზაში მრავალი გაჩერებით, აცვილებს საბურავებს უფრო სწრაფად, ვიდრე ის, რაც A წერტილამდე A გზას ადგას უფრო სწორ გზატკეცილზე.

ეს არის იმის გამო, რომ საბურავები გრძნობენ ხახუნის ძალა ყოველ წამს ისინი კონტაქტში არიან გზასთან; რაც უფრო გრძელი იქნება მოგზაურობა, მით მეტი ხახუნი და, შესაბამისად, მით მეტი თერმული ენერგიაან სიცხე, რომელიც წარმოიქმნება და იკარგება გარემოში.

ხახუნისგან მიღებული სითბო აღარ არის ხელმისაწვდომი მანქანის გასაგრძელებლად - მისი შენარჩუნების ერთადერთი გზაა საწვავის დამატება. ამრიგად ხახუნის ძალა აქვსარ გამოიღო შენახული ენერგია. სინამდვილეში, ეს საპირისპირო შედეგით დასრულდა - ენერგიის გარდაქმნა უფრო სასარგებლოდან ნაკლებად სასარგებლო ფორმაში.

• არაკონსერვატიული ძალა არ იწვევს რაიმე შენახულ ენერგიას.

შესრულებული სამუშაო ა არაკონსერვატიული ძალა დამოკიდებულია გავლილ გზაზე; რაც უფრო გრძელია ბილიკი, მით მეტი სითბური ენერგია იშლება მიმდებარე გარემოში. ამ ენერგიის მთლიანად გამოყენება ხელახლა შეუძლებელია (მაშინაც კი, თუ მისი ნაწილი შეინარჩუნა, მისი 100 პროცენტი ვერ გამოიყენებოდა მეტი სამუშაოსთვის).

რადგან ენერგიის შენარჩუნების კანონი გვკარნახობს, რომ დახურულ სისტემაში მთლიანი ენერგია არ შეიძლება ცვლილება, არაკონსერვატიული ძალების მიერ შესრულებული საერთო სამუშაო უნდა იყოს მექანიკური ენერგიის ცვლილების ტოლი სისტემა Სხვა სიტყვებით, დახურულ სისტემაში ”დაკარგული” ენერგია არის არაკონსერვატიული ძალების შედეგი.

ამის საპირისპიროდ, ა კონსერვატიული ძალა შედეგებს იწვევს სამუშაოები, რომლებიც ინახავს პოტენციურ ენერგიას, რომლის გამოყენება შეიძლება მოგვიანებით. კონსერვატიული ძალის მიერ შესრულებული წმინდა სამუშაო და, შესაბამისად, შენახული ენერგიის რაოდენობა დამოკიდებულია ობიექტის ჯამზე გადაადგილება სწორი ხაზით, ვიდრე გავლილი მანძილით - ეს არის დამოუკიდებელი გზა.

ხახუნის და ჰაერის წინააღმდეგობის გაწევა (რაც ნამდვილად ხახუნის კიდევ ერთი ფორმაა) ორივე იწვევს თერმულ ენერგიას, ხმოვან ენერგიას და შესაძლოა ზედაპირის დეფორმაციები, რომლებიც სისტემაში "იკარგება" და, შესაბამისად, წარმოადგენს ენერგიას, რომელსაც მას არ შეუძლია ხელახლა გამოყენება

მაგალითად, ლოდს კლდიდან ჩამოვარდნისას იგი განიცდის ჰაერის წინააღმდეგობის ძალას დაღმართზე. ჰაერის წინააღმდეგობა წარმოქმნის სითბოს და ხმას, თერმული ენერგიის ორივე ფორმას, რომელიც იფანტება გარემოში. ამრიგად, არასამთავრობო კონსერვატიული ძალები ზოგჯერ მოიხსენიებიან, როგორც გამყოფი ძალები.

როდესაც ლოდს ხვდება მიწაზე, ხახუნის ძალა, რომელსაც ის გრძნობს ზედაპირთან, იწვევს მეტ სითბოს და ხმას, პლუს დიდ კრატერს მიწაში. ლოდს არ შეუძლია დაუბრუნოს დაკარგული სითბო და ხმა, არც მიწა დაუბრუნდება პირვანდელ ფორმას.

არაკონსერვატიული ძალები (და ენერგიის დაზოგვის კანონი) განმარტავენ, თუ რატომ არ შეიძლება მუდმივი მოძრაობის მანქანები!

ხახუნებით სავსე სამყაროში პოტენციური ენერგია და კინეტიკური ენერგია ყოველთვის ლამაზად არ გარდაიქმნება წინ და უკან. სანამ ობიექტი მოძრაობს, მთლიანი ნაწილი ყოველთვის გარდაიქმნება არაკონსერვატიული ხახუნის ძალებისგან სითბოში. აქედან გამომდინარეობს, რომ სამყაროში მთელი ენერგიის რაოდენობა სითბოს სახით არის ყოველთვის იზრდება და, საბოლოოდ, აღარ დარჩება სასარგებლო ენერგია. ამას ზოგჯერ სამყაროს "სითბოს სიკვდილს" უწოდებენ.

ამრიგად, მუდმივი მოძრაობის მანქანა - ან ნებისმიერი ასეთი „უსასრულო ენერგიის“ გამოგონება - ფიზიკურად შეუძლებელია, რადგან ყველა ძალა არ არის კონსერვატიული.

ამის საპირისპიროდ, კონსერვატიული ძალები არის ძალები, რომელთათვისაც A წერტილიდან B წერტილზე გადასვლისას შესრულებული სამუშაოს მოცულობა დამოუკიდებელია. კონსერვატიული ძალები მოიცავს გრავიტაციულ ძალას და ელასტიურ ძალებს, როგორიცაა ზამბარის ძალა.