Dolambaçlı bir yolda, belki de yol boyunca birden fazla durakta giden bir araba, lastiklerini A Noktasından B noktasına giden daha düz karayolu yolunu kullanan bir arabaya göre daha hızlı aşınacaktır.
Bunun nedeni, lastiklerin sürtünme kuvveti her an yol ile temas halindeler; yolculuk ne kadar uzun olursa, o kadar fazla sürtünme ve dolayısıyla o kadar fazla Termal enerjiveya sıcaklık, üretilir ve çevreye kaybolur.
Sürtünmeden kaynaklanan ısı artık arabanın iş yapmaya devam etmesi için mevcut değildir - onu devam ettirmenin tek yolu yakıt eklemektir. Böylece sürtünme kuvveti vardırherhangi bir depolanmış enerji ile sonuçlanmadı. Aslında, bunun tam tersi bir şeyle sonuçlandı - enerjinin daha faydalı bir formdan daha az faydalı bir forma dönüşmesi.
Muhafazakar Olmayan Bir Kuvvetin Tanımı
İpuçları
Muhafazakar olmayan bir kuvvet herhangi bir depolanmış enerji ile sonuçlanmaz.
Yapılan iş bir muhafazakar olmayan kuvvet, alınan yola bağlıdır; yol ne kadar uzun olursa, çevreye yayılan termal enerji o kadar fazla olur. Bu enerji tamamen yeniden kullanılamaz (bir kısmı tutulsa bile, yüzde 100'ü daha fazla iş için yeniden kullanılamaz).
Çünkü enerjinin korunumu yasası, kapalı bir sistemdeki toplam enerjinin korunumlu olmayan kuvvetlerin yaptığı toplam iş, cismin mekanik enerjisindeki değişime eşit olmalıdır. sistem. Diğer bir deyişle, kapalı bir sistemde "kaybedilen" tüm enerji, muhafazakar olmayan kuvvetlerin bir sonucudur..
Buna karşılık, bir muhafazakar güç daha sonra tekrar kullanılabilecek potansiyel enerjiyi depolayan iş ile sonuçlanır. Korunumlu bir kuvvet tarafından yapılan net iş ve dolayısıyla depolanan enerji miktarı, cismin toplamına bağlıdır. yer değiştirme kat edilen mesafe yerine düz bir çizgide - bu yoldan bağımsız.
Muhafazakar Olmayan Kuvvetlere Örnekler
Sürtünme ve hava direnci (ki bu gerçekten başka bir sürtünme şeklidir) hem termal enerji, hem de ses enerjisi ve muhtemelen tümü sistemden "kaybedilen" ve bu nedenle yapamayacağı enerjiyi temsil eden yüzey deformasyonları yeniden kullanın.
Örneğin, bir kaya bir uçurumdan düştüğünde, aşağı inerken hava direncinin gücünü deneyimler. Hava direnci, çevreye yayılan her iki termal enerji türü olan ısı ve ses üretir. Bu nedenle, korunumsuz kuvvetler bazen olarak adlandırılır. enerji tüketen kuvvetler.
Kaya zemine çarptığında, yüzeyde hissedilen sürtünme kuvveti daha fazla ısı ve sesin yanı sıra zeminde büyük bir krater oluşmasına neden olur. Kaya, kaybolan ısıyı veya sesi geri alamaz ve zemin orijinal şekline geri dönemez.
Muhafazakar Olmayan Kuvvetler Neden Önemlidir?
Muhafazakar olmayan kuvvetler (ve enerjinin korunumu yasası), sürekli hareket eden makinelerin neden mümkün olmadığını açıklıyor!
Sürtünmeyle dolu bir dünyada, potansiyel enerji ve kinetik enerji her zaman düzgün bir şekilde ileri geri dönüşmez. Bir nesne hareket halinde olduğu sürece, toplamın bir kısmı her zaman korunumlu olmayan sürtünme kuvvetlerinden ısıya dönüşecektir. Evrendeki tüm enerjinin ısı biçimindeki miktarının her zaman artan ve sonunda, daha fazla faydalı enerji kalmayacak. Bu bazen evrenin "ısı ölümü" olarak adlandırılır.
Bu nedenle, sürekli hareket eden bir makine - veya böyle bir "sonsuz enerji" buluşu - fiziksel olarak imkansızdır, çünkü tüm kuvvetler korunumlu değildir.
Muhafazakar ve Muhafazakar Olmayan Kuvvetler
Buna karşılık, korunumlu kuvvetler, A noktasından B noktasına hareket ederken yapılan iş miktarının yoldan bağımsız olduğu kuvvetlerdir. Korunum kuvvetleri, yerçekimi kuvvetini ve yay kuvveti gibi elastik kuvvetleri içerir.