როდესაც ვინმეს ყავის ფინჯანი მაგიდიდან ასწევს, ისინი მუშაობენსიმძიმის წინააღმდეგ.მას შემდეგ, რაც ჭიქა აღარ იქნება მაგიდაზე, არამედ შუაშია, მან შეაგროვა პოტენციური ენერგია. რომ გაეშვა, დაეცემოდა.
მიზიდულობის ძალა მაგალითია აკონსერვატიული ძალა. ჩვენს გარშემო არსებული სხვა ძალები ანალოგიურად ინახავენ ენერგიას სისტემაში კონკრეტული კონფიგურაციის მქონე ობიექტების ჩამორთმევით, რაც გამოიწვევს მოძრაობას, შენახული ენერგია გარდაიქმნება კინეტიკურ ენერგიად.
მთლიანი კინეტიკური და პოტენციური ენერგია სისტემაში მოიხსენიება, როგორც სისტემის მთლიანი მექანიკური ენერგია. მთლიანი ენერგია არის მექანიკური ენერგიის და ენერგიის თერმული და სხვა ფორმების ჯამი.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
კონსერვატიული ძალები წარმოქმნიან პოტენციურ ენერგიას.
კონსერვატიული ძალების განმარტება
ისევ გადახედე ყავის ფინჯანს. გადაისროლა ჭიქა ზემოთ წელზე მაღლა, ვიდრე წელის სიმაღლეზე დაეჭირა ხელში, ან ეს უბრალოდ აწეულია წელის სიმაღლეზე, გრავიტაციული პოტენციური ენერგიის რაოდენობა, რომელსაც ჭიქა შეიცავს ბოლოს, რჩება იგივე იგივე შემოდგომა ექნება, თუ წელის სიმაღლიდან ჩამოვარდება ორივე შემთხვევაში.
სხვაგვარად რომ ვთქვათ, პოტენციური ენერგიის რაოდენობა, რომელსაც ობიექტი იღებს კონსერვატიული ძალის გამო, არისდამოუკიდებელი გზა: ეს დამოკიდებულია მხოლოდ ობიექტზესაბოლოო გადაადგილება (სხვაობა საბოლოო პოზიციასა და საწყის პოზიციას შორის), არ არის გავლილი მთლიანი მანძილი. მაშინ, როდესაც პირველ შემთხვევაში თასმა იმოგზაურასულ უფრო შორსa წერტილიდან b წერტილამდე - მაღლა მოძრაობა, მყისიერად გაჩერება და შემდეგ ხელებისკენ მიცემა რომ დაიჭირეს - ის ისევ დაიწყო და მთავრდებოდა იმავე პოზიციებზე, როგორც უბრალოდ აწეული ჭიქა მაღლა ეს ქმნის პოტენციურ ენერგიის მთლიან ცვლილებასსიმძიმის ძალისგანთითოეული ჭიქისთვის იგივე.
ამის საწინააღმდეგოდ, არაკონსერვატიული ძალა არ იწვევს შენახულ ენერგიას. ამის ნაცვლად, ენერგია, რომელსაც არაკონსერვატიული ძალა იყენებსიშლება მიმდებარე გარემოში სითბოს სახით (თერმული ენერგია) და მათი ხელახლა გამოყენება არ შეიძლება.
კონსერვატიული ძალის კიდევ ერთი საერთო განმარტებაა ის, როდესაც დახურულ გზაზე შესრულებული წმინდა სამუშაო ნულოვანია. დახურული გზა არის ის, რომელშიც ობიექტი იწყება და მთავრდება იმავე მდგომარეობაში (მისი გადაადგილება ნულოვანია). რადგანმუშაობაფიზიკაში არის ძალავმოქმედებს ობიექტზე მისი გადაადგილების დროდ
W = Fd
აქედან გამომდინარეობს, რომ თუ ობიექტის გადაადგილება ნულის ტოლია, მთლიანი ნამუშევარია. მაშასადამე, ძალა, რომელმაც იგი მიიტანა, კონსერვატიული უნდა ყოფილიყო.
კონსერვატიული ძალების მაგალითები
სიმძიმის მსგავსად, სხვა კონსერვატიული ძალებიც იწვევენ ობიექტის პოზიციის შეცვლას, რის შედეგადაც ინახება ენერგია. მაგალითად, ზამბარის ძალა დახვეულ სათამაშოში, როგორიცაა Slinky ან ისარი, რომელიც მშვილდს უკან მიაქვთ, არის კონსერვატიული ძალა, ისევე როგორც ელექტროსტატიკური ძალები, რომლებიც მართავენ ორი დამუხტული ნაწილაკს ერთმანეთისგან გარკვეულ მანძილზე, ან მაგნიტური ძალები, რომლებიც იკავებენ ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსებს ან ორი ბარი მაგნიტი გარდა.
როგორც კი ობიექტები "გაუშვებენ" რომელიმე ამ შემთხვევაში, ისინი გადაადგილდებიან. Slinky გამოჩნდება, ისარი მიფრინდება სამიზნეზე ან ნაწილაკები მოიზიდავს ან მოგერიება.
რატომ არის მნიშვნელოვანი კონსერვატიული ძალები
კონსერვატიული ძალები საშუალებას აძლევს ადამიანს შეინახოს ენერგია, რომელიც შემდეგ შეიძლება სასარგებლო სამუშაოს შესრულება იყოს. ისინი მრავალჯერადი გამოყენების ენერგიის წყაროა - ობიექტი შეიძლება წამოიწიოს მიწიდან, რომ გრავიტაციული ძალა მას ზედმეტად იმოქმედოს, ხოლო მშვილდოსანი და ისარი მრავალჯერ შეიძლება დააყენონ და გაათავისუფლონ.
რა თქმა უნდა, რეალურ ვითარებაში, კონსერვატიული ძალები არ არსებობს ცალკე. აქ აღწერილ თითოეულ სიტუაციაშიგარკვეული ენერგია ყოველთვის იშლება ხახუნის ძალას სითბოსგან, არაკონსერვატიული ძალა და აღარ შეუძლია ამ სისტემაში პირდაპირ დაგროვილი ენერგიის დაბრუნება.
არც თავად კონსერვატიული ძალები არის უსაზღვრო. გარკვეულ მომენტში, დაჭიმული ზამბარა მიაღწევს თავის ელასტიურ ზღვარს და გაწყვეტს. ყავის ფინჯანი ძალიან მაღალიდან ჩამოცვენილი გამოჯანმრთელდება. ამ ობიექტის შეზღუდვების მყარი გააზრებით, ფიზიკოსს ან ინჟინერს შეუძლია შექმნას კაშხლები, ბაბუის საათები, მანქანის ბატარეები და უამრავი სხვა მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია სასარგებლო საქმეების გაკეთება.