누군가가 테이블에서 커피 잔을 들어 올리면중력에 대하여.컵이 더 이상 테이블 위에 있지 않고 공중에 있으면 위치 에너지가 저장됩니다. 놓으면 떨어질 것입니다.
중력의 예는보수적 인 힘. 우리 주변의 다른 힘은 유사하게 움직임을 유발할 특정 구성으로 물체를 유지함으로써 시스템에 에너지를 저장하고, 일단 방출되면 저장된 에너지를 운동 에너지로 변환합니다.
시스템의 총 운동 및 위치 에너지를 시스템의 총 기계 에너지라고합니다. 총 에너지는 기계적 에너지와 열 및 기타 형태의 에너지의 합입니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
보수적 인 힘은 저장된 위치 에너지를 초래합니다.
보수 세력의 정의
저 커피 잔을 다시 한번보세요. 컵이 허리 높이에서 손에 잡히기 전에 사람의 허리보다 위쪽으로 던져 졌는지 여부 또는 단순히 허리 높이까지 똑바로 들어 올리면 컵이 마지막에 포함하는 중력 위치 에너지의 양이 같은. 두 경우 모두 허리 높이에서 떨어지면 동일하게 떨어집니다.
다시 말해, 물체가 보수적 인 힘을 경험함으로써 얻는 위치 에너지의 양은경로 독립적: 그것은 단지 개체의최종 변위 (최종 위치와 초기 위치의 차이), 총 이동 거리가 아닙니다. 첫 번째 경우 컵이 이동하는 동안전체적으로 더 멀리a 지점에서 b 지점까지 – 위로 움직이고, 순간적으로 멈춘 다음 손으로 떨어집니다. 그것을 잡았습니다 – 그것은 단순히 들어 올린 컵과 같은 위치에서 시작되고 끝났습니다. 쪽으로. 그것은 위치 에너지의 총 변화를 만듭니다중력으로부터각 컵에 대해 동일합니다.
반대로, 비 보존 적 힘은 에너지를 저장하지 않습니다. 대신, 비 보수적 힘이 일을하는 데 사용하는 에너지소멸 열 (열 에너지)로 주변 환경으로 유입되며 재사용 할 수 없습니다.
보수적 인 힘의 또 다른 일반적인 정의는 닫힌 경로에서 수행되는 네트워크 작업이 0이라는 것입니다. 닫힌 경로는 객체가 동일한 위치에서 시작하고 끝나는 경로입니다 (변위가 0 임). 때문에작업물리학에서 힘은에프변위를 곱한 물체에 작용디
W = Fd
물체의 변위가 0이면 전체 작업도 마찬가지입니다. 그렇다면 그것을 움직 인 힘은 보수적 이었음에 틀림 없다.
보수 세력의 예
중력과 마찬가지로 다른 보수적 인 힘은 물체의 위치를 변경하여 에너지를 저장합니다. 예를 들어, Slinky와 같은 코일 형 장난감의 스프링 힘 또는 활에 뒤로 당겨지는 화살은 정전기와 마찬가지로 보수적 인 힘입니다. 두 개의 대전 입자를 서로 일정 거리에 유지하는 힘, 또는 북극과 남극 또는 두 개의 막대 자석을 유지하는 자력 떨어져서.
이러한 경우 개체가 "가게"되는 즉시 이동합니다. Slinky가 나타나고 화살표가 대상으로 날아가거나 입자가 끌어 당기거나 밀어냅니다.
보수적 인 힘이 중요한 이유
보수적 인 힘은 인간이 나중에 유용한 작업에 사용할 수있는 에너지를 저장할 수 있도록합니다. 그것들은 재사용 가능한 에너지의 원천입니다. 중력이 반복적으로 작용하도록 물체를지면에서 들어 올릴 수 있으며 활과 화살을 여러 번 설정하고 해제 할 수 있습니다.
물론 실제 세계에서 보수적 인 힘은 고립되어 존재하지 않습니다. 여기에 설명 된 각 상황에서일부 에너지는 항상 마찰력에서 열로 소산됩니다., 비 보수적 힘이며 더 이상 해당 시스템에 저장된 에너지로 직접 돌아갈 수 없습니다.
보수 세력 자체가 무한한 것도 아닙니다. 어느 시점에서 늘어난 스프링은 탄성 한계에 도달하여 파손됩니다. 너무 높은 곳에서 떨어 뜨린 커피 컵은 수리 할 수 없을 정도로 부서 질 것입니다. 그러나 이러한 물체의 한계를 확실하게 이해하면 물리학 자나 엔지니어는 댐, 할아버지 시계, 자동차 배터리 및 유용한 작업을 수행 할 수있는 수많은 기타 장치를 만들 수 있습니다.