Конзервативне снаге: шта је то и зашто је то важно (са примерима)

Кад неко дигне шољу кафе са стола, радипротив гравитације​​.Једном када шоља више није на столу, већ у ваздуху, она складишти потенцијалну енергију. Ако се пусти, пао би.

Сила гравитације је пример аконзервативна сила. Друге силе око нас на сличан начин чувају енергију у систему држећи предмете у одређеној конфигурацији која ће резултирати покретом, трансформишући ускладиштену енергију у кинетичку, када се једном ослободи.

Укупна кинетичка и потенцијална енергија у систему називају се укупном механичком енергијом система. Укупна енергија је збир механичке енергије и топлотне и других облика енергије.

ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)

Конзервативне снаге резултирају ускладиштеном потенцијалном енергијом.

Дефиниција конзервативне снаге

Погледајте поново ону шољу за кафу. Да ли је шоља бачена према горе изнад струка особе пре него што је ухваћен у рукама у висини струка или је једноставно се подигне право до висине струка, количина гравитационе потенцијалне енергије коју чаша садржи на крају остаје исти. Имаће исти пад ако падне са висине струка у оба случаја.

instagram story viewer

Другим речима, количина потенцијалне енергије коју објекат добија искуством конзервативне силе јенезависно од путање: зависи само од предметаконачно расељавање (разлика између крајњег положаја и почетног положаја), а не укупног пређеног пута. Док је у првом случају пехар путоваосвеукупно даљеод тачке а до тачке б - померање нагоре, тренутно заустављање и падање доле на руке то га је ухватило - и даље је почињало и завршавало се у истим положајима као и шоља која је једноставно подигнута горе. То чини укупну промену потенцијалне енергијеод силе гравитацијеза сваку шољу исто.

Супротно томе, неконзервативна сила не резултира ускладиштеном енергијом. Уместо тога, енергија коју користи неконзервативна сила за радрасипа у околну средину као топлота (топлотна енергија) и не може се поново користити.

Друга уобичајена дефиниција конзервативне силе је она у којој је нето рад урађен у затвореном путу једнак нули. Затворена путања је она у којој објекат започиње и завршава се у истом положају (његово померање је нула). Јеррадитиу физици је силаФделујући на предмет пута његово померањед

В = Фд

произилази да ако је померање објекта нула, такав је и укупан рад. Сила која га је покренула, тада је морала бити конзервативна.

Примери конзервативних снага

Попут гравитације, и друге конзервативне силе узрокују промену положаја објекта што резултира ускладиштеном енергијом. На пример, сила опруге у намотаној играчки попут Слинкија или стреле која се повлачи на лук су конзервативне силе, као и електростатичка силе које држе две наелектрисане честице на извесној удаљености једна од друге, или магнетне силе које држе северни и јужни пол или два шипка магнета одвојено.

Чим се објекти „пусте“ у било ком од ових случајева, они ће се померити. Слинки ће се појавити, стрелица ће летети до циља или ће честице привући или одбити.

Зашто су конзервативне снаге битне

Конзервативне снаге омогућавају људима да складиште енергију која касније може бити корисна. Они су извор енергије за вишекратну употребу - објекат се може подићи са земље да би гравитациона сила на њега деловала изнова и изнова, а лук и стрела може се поставити и ослободити више пута.

Наравно, у стварном свету конзервативне снаге не постоје изоловано. У свакој од овде описаних ситуација,нека енергија се увек одваја као топлота од силе трења, неконзервативна сила и која више није у стању да се директно врати ускладиштеној енергији у том систему.

Нити су конзервативне снаге саме по себи безграничне. У једном тренутку, растегнута опруга ће достићи своју еластичну границу и сломити се. Шоља кафе која је пала с превисоке висине разбиће се без поправке. Али са солидним разумевањем ограничења ових предмета, физичар или инжењер може да направи бране, дедине сатове, акумулаторе за аутомобиле и безброј других уређаја који могу учинити корисне ствари.

Teachs.ru
  • Објави
instagram viewer