O mașină care circulă pe un traseu sinuos, poate cu mai multe opriri pe parcurs, își va uza anvelopele mai repede decât una care ia drumul mai drept al autostrăzii de la punctul A la B.
Acest lucru se datorează faptului că anvelopele simt forța de frecare în fiecare moment sunt în contact cu drumul; cu cât călătoria este mai lungă, cu atât mai multă frecare și, prin urmare, cu atât mai mult energie termală, sau căldură, care este generat și pierdut pentru mediu.
Căldura provocată de fricțiune nu mai este disponibilă mașinii pentru a continua să lucreze - singurul mod de a o menține este să adăugați combustibil. Astfel forța de frecare arenu a dus la nicio energie stocată. De fapt, a dus la ceva opus - o transformare a energiei de la o formă mai utilă la o formă mai puțin utilă.
Definiția unei forțe neconservatoare
sfaturi
O forță neconservatoare nu duce la nicio energie stocată.
Munca depusă de un neconservatoare forța depinde de calea parcursă; cu cât traseul este mai lung, cu atât mai multă energie termică este disipată în mediul înconjurător. Această energie nu poate fi reutilizată în totalitate (chiar dacă o parte din ea ar fi reținută, 100% din ea nu ar putea fi refolosită pentru mai multă muncă).
Deoarece legea conservării energiei dictează că energia totală dintr-un sistem închis nu poate schimbare, munca totală efectuată de forțe neconservatoare trebuie să fie egală cu schimbarea energiei mecanice a sistem. Cu alte cuvinte, toată energia care se „pierde” într-un sistem închis este rezultatul unor forțe neconservatoare.
În contrast, a forță conservatoare are ca rezultat o muncă care stochează energia potențială care poate fi refolosită ulterior. Munca netă realizată de o forță conservatoare și, prin urmare, cantitatea de energie stocată, depinde de totalul obiectului deplasare mai degrabă pe o linie dreaptă decât pe o distanță parcursă - este cale independentă.
Exemple de forțe neconservatoare
Fricțiunea și rezistența la aer (care este într-adevăr o altă formă de frecare) au ca rezultat atât energie termică, sunet și eventual deformări de suprafață, toate acestea fiind „pierdute” din sistem și, prin urmare, reprezintă o energie pe care nu o poate refolosirea.
De exemplu, pe măsură ce un bolovan cade de pe o stâncă, el experimentează forța rezistenței aerului la coborâre. Rezistența la aer generează căldură și sunet, ambele forme de energie termică care se disipă în mediu. Astfel, uneori se face referire la forțele neconservatoare forțe disipative.
Când bolovanul lovește solul, forța de frecare pe care o simte cu suprafața are ca rezultat mai multă căldură și sunet, plus un crater mare în sol. Bolovanul nu poate readuce căldura sau sunetul pierdut și nici pământul nu va reveni la forma inițială.
De ce contează forțele neconservatoare
Forțele neconservatoare (și legea conservării energiei) explică de ce nu sunt posibile mașinile cu mișcare perpetuă!
Într-o lume plină de fricțiuni, energia potențială și energia cinetică nu se convertesc întotdeauna cu grijă înainte și înapoi. Atâta timp cât un obiect este în mișcare, o parte din total va fi întotdeauna transformată în căldură din forțe de frecare neconservatoare. Rezultă că cantitatea de energie din univers sub formă de căldură este mereu crescând și, în cele din urmă, nu va mai rămâne energie utilă. Aceasta este uneori denumită „moartea prin căldură” a universului.
Astfel, o mașină de mișcare perpetuă - sau orice altă invenție de „energie nesfârșită” - este imposibilă din punct de vedere fizic, deoarece nu toate forțele sunt conservatoare.
Forțe conservatoare vs neconservatoare
În contrast, forțele conservatoare sunt forțe pentru care cantitatea de muncă efectuată în mișcarea de la punctul A la punctul B este independentă de cale. Forțele conservatoare includ forța gravitațională și forțele elastice, cum ar fi forța arcului.