Biri masadan kahve fincanını kaldırdığında çalışıyor demektir.yerçekimine karşı.Kupa artık masanın üzerinde değil, havada olduğunda, potansiyel enerjiyi depolamış olur. Bırakırsa düşecekti.
Yerçekimi kuvveti bir örnektirmuhafazakar güç. Çevremizdeki diğer kuvvetler benzer şekilde nesneleri belirli bir konfigürasyonda tutarak hareketle sonuçlanacak ve depolanan enerjiyi serbest bırakıldıktan sonra kinetik enerjiye dönüştürerek bir sistemde enerji depolar.
Bir sistemdeki toplam kinetik ve potansiyel enerji, sistemin toplam mekanik enerjisi olarak adlandırılır. Toplam enerji, mekanik enerji ile termal ve diğer enerji biçimlerinin toplamıdır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Muhafazakar kuvvetler depolanmış potansiyel enerji ile sonuçlanır.
Muhafazakar Kuvvetin Tanımı
Şu kahve fincanına bir daha bak. Bardak kişinin ellerine bel hizasında yakalanmadan önce bel hizasından daha yükseğe fırlatılıp atılmadığı veya Basitçe bel yüksekliğine kadar kaldırıldığında, bardağın sonunda içerdiği yerçekimi potansiyel enerjisi miktarı sabit kalır. aynı. Her iki durumda da bel yüksekliğinden düşerse aynı düşüşe sahip olacaktır.
Başka bir deyişle, bir cismin muhafazakar bir kuvvet deneyimleyerek kazandığı potansiyel enerji miktarı,yoldan bağımsız: sadece nesnenin özelliklerine bağlıdırson yer değiştirme (son konum ile ilk konum arasındaki fark), kat edilen toplam mesafe değil. İlk durumda kupa seyahat ederkentoplamda daha uzaka noktasından b noktasına - yukarı hareket etme, anında durma ve ardından ellere düşme bu onu yakaladı - hala basitçe kaldırılan kupa ile aynı pozisyonlarda başladı ve bitti yukarı. Bu, potansiyel enerjideki toplam değişimi yaparyerçekimi kuvvetindenher fincan için aynı.
Buna karşılık, korunumlu olmayan bir kuvvet depolanmış enerji ile sonuçlanmaz. Bunun yerine, koruyucu olmayan bir kuvvetin iş yapmak için kullandığı enerjidağılır çevreye ısı (termal enerji) olarak girer ve tekrar kullanılamaz.
Korunaklı bir kuvvetin diğer bir yaygın tanımı, kapalı bir yolda yapılan net işin sıfır olduğu bir tanımdır. Kapalı bir yol, nesnenin aynı konumda başlayıp bittiği yoldur (yer değiştirmesi sıfırdır). Çünküişfizikte kuvvettirFbir cisme etki etmek çarpı onun yer değiştirmesid
W=Fd
bir nesnenin yer değiştirmesi sıfırsa, toplam iş de öyledir. O halde onu hareket ettiren güç muhafazakar olmalıydı.
Muhafazakar Kuvvet Örnekleri
Yerçekimi gibi, diğer muhafazakar kuvvetler, bir nesnenin konumunda depolanmış enerjiyle sonuçlanan bir değişikliğe neden olur. Örneğin, Slinky gibi sarmal bir oyuncaktaki yayın kuvveti veya bir yay üzerinde geri çekilen bir ok, elektrostatik kuvvetler gibi korunumlu kuvvetlerdir. iki yüklü parçacığı birbirinden belirli bir mesafede tutan kuvvetler veya Kuzey ve Güney kutuplarını veya iki çubuk mıknatısı tutan manyetik kuvvetler ayrı.
Bu durumlardan herhangi birinde nesneler "bırakıldığı" anda hareket edeceklerdir. Sinsi belirecek, ok hedefe uçacak veya parçacıklar çekecek veya itecek.
Muhafazakar Kuvvetler Neden Önemlidir?
Muhafazakar kuvvetler, insanların daha sonra faydalı işlere konabilecek enerjiyi depolamasına izin verir. Yeniden kullanılabilir bir enerji kaynağıdırlar - yerçekimi kuvvetinin tekrar tekrar etki etmesi için bir nesne yerden kaldırılabilir ve bir ok ve yay birden çok kez ayarlanıp serbest bırakılabilir.
Tabii ki, gerçek dünyada muhafazakar güçler tecrit halinde mevcut değildir. Burada açıklanan durumların her birinde,bir miktar enerji her zaman sürtünme kuvvetinden ısı olarak dağılır, muhafazakar olmayan bir kuvvettir ve artık bu sistemde depolanmış enerjiye doğrudan geri dönemez.
Muhafazakar güçlerin kendileri de sınırsız değildir. Bir noktada, gerilmiş bir yay elastik sınırına ulaşacak ve kırılacaktır. Çok yüksekten düşen bir kahve fincanı tamir edilemeyecek kadar parçalanır. Ancak bu nesnelerin sınırlarını sağlam bir şekilde anlayan bir fizikçi veya mühendis, barajlar, büyükbaba saatleri, araba aküleri ve faydalı şeyler yapabilen sayısız başka cihaz yapabilir.