Les forces conservatrices et non conservatrices en physique

En physique, il est important de connaître la différence entre les forces conservatrices et non conservatrices. Le travail d'un force conservatrice fait sur un objet est chemin-independent- la trajectoire réelle prise par l'objet ne fait aucune différence. Cinquante mètres plus haut dans l'air a la même énergie potentielle gravitationnelle si vous y arrivez en prenant les mesures ou en sautant sur une grande roue. Cela est différent de la force de frottement, qui dissipe l'énergie cinétique sous forme de chaleur. Lorsque la friction est impliqué, le chemin que vous prendre les choses - un chemin plus long sera dissiper l'énergie cinétique que de courte durée. Pour cette raison, la friction est un nonconservative vigueur.

Par exemple, supposez-vous et quelques copains arrivent à Mt. Newton, un pic majestueux qui naît h mètres dans l'air. Vous pouvez prendre jusqu'à deux façons - la voie rapide ou la route panoramique. Vos amis en voiture jusqu'à la route rapide, et vous en voiture jusqu'à la manière pittoresque, de prendre le temps d'avoir un pique-nique et de résoudre quelques problèmes de physique. Ils vous accueillent au sommet en disant, “ Devinez quoi - notre énergie potentielle par rapport à auparavant est mgh plus ”.;

“ la mine, aussi, n ° 148; vous dites, donnant sur la vue. Vous sortez cette équation:

Cette équation indique simplement que le chemin réel que vous prenez en allant verticalement à partir h_je à h_F n'a pas d'importance. Tout ce qui importe est votre hauteur en commençant par rapport à la hauteur de votre fin. Parce que le chemin pris par l'objet contre la gravité n'a pas d'importance, la gravité est une force conservatrice.

Voici une autre façon de voir les forces conservatrices et non conservatrices. Disons que vous êtes en vacances dans les Alpes et l'hôtel est au sommet du mont Newton. Vous passez toute la journée autour de la conduite - un lac a une minute, au sommet d'un pic plus élevé de la prochaine. À la fin de la journée, vous vous retrouvez retour au même endroit: votre hôtel au sommet du Mont Newton.

Quel est le changement dans votre énergie potentielle gravitationnelle? En d'autres termes, combien de travail nette n'a gravité effectuer sur vous pendant la journée? La gravité est une force conservatrice, de sorte que le changement dans votre énergie potentielle gravitationnelle est 0. Parce que vous avez connu aucun changement net dans votre énergie potentielle gravitationnelle, la pesanteur fait aucun travail filets sur vous pendant la journée.

La route a exercé une force normale sur votre voiture que vous conduisiez autour, mais que la force était toujours perpendiculaire à la route (ce qui signifie pas de force parallèle à votre motion), de sorte qu'il n'a pas fait de travail, soit.

Les forces conservatrices sont plus faciles à travailler avec la physique parce qu'ils ne “ fuite ” l'énergie que vous déplacer dans un chemin - si vous vous retrouvez dans le même endroit, vous avez la même quantité d'énergie. Si vous avez à traiter avec les forces non conservatives tels que la friction, y compris frottement de l'air, la situation est différente. Si vous faites glisser quelque chose sur un champ tapissée de papier de verre, par exemple, la force de frottement fait des quantités différentes de travail sur vous en fonction de votre chemin. Un chemin qui est deux fois plus long impliquera deux fois plus de travail pour surmonter la friction.

Ce qui est vraiment pas conservé autour d'une piste avec un frottement est l'énergie potentielle et cinétique totale, dont l'ensemble est énergie mécanique. Lorsque friction est engagé, la perte d'énergie mécanique en énergie continue de la chaleur. Vous pouvez dire que la quantité totale d'énergie ne change pas si vous incluez que l'énergie thermique. Cependant, l'énergie de la chaleur se dissipe rapidement dans l'environnement, il est donc pas récupérable ou convertibles. Pour cela et d'autres raisons, les physiciens travaillent souvent en termes d'énergie mécanique.