Las fuerzas conservadoras y no conservadoras de la física
En física, es importante saber la diferencia entre las fuerzas conservadoras y no conservadoras. El trabajo de una fuerza conservadora lo hace sobre un objeto es path-independiente- la trayectoria real tomada por el objeto no hace ninguna diferencia. Cincuenta metros de altura en el aire tiene la misma energía potencial gravitatoria si se llega en tomar las medidas o saltando sobre una rueda de la fortuna. Eso es diferente de la fuerza de fricción, que disipa la energía cinética en forma de calor. Cuando se trata de la fricción, el camino que tomar el asunto - un camino más largo se disipará más energía cinética que uno corto. Por esa razón, la fricción es una la fuerza no conservativa.
Video: Clase 1: Fuerzas Conservativas
Por ejemplo, supongamos que usted y algunos amigos llegan al Monte Newton, un pico que se eleva majestuosa marido metros en el aire. Usted puede tomar dos formas arriba - la forma más rápida o la ruta escénica. Sus amigos conducir hasta la ruta rápida, y lo lleve hasta la forma escénica, tomarse el tiempo para un picnic y para resolver unos problemas de física. Te saludan en la parte superior diciendo: “¿Sabes una cosa - nuestra energía potencial en comparación con antes es mgh mayor “.
“El mío también”, usted dice, con vistas a la vista. Usted saca esta ecuación:
Esta ecuación, básicamente, establece que el camino real que tome cuando se va verticalmente desde maridoyo a maridoF no importa. Lo único que importa es su altura comenzando en comparación con su altura final. Debido a que el camino tomado por el objeto contra la gravedad no importa, la gravedad es una fuerza conservadora.
Video: Conservación de la energía | problema esfera y resorte
Aquí hay otra manera de ver las fuerzas conservadoras y no conservadoras. Digamos que está de vacaciones en los Alpes y su hotel está en la cima de la montaña Newton. Te pasas todo el día conduciendo por - abajo a un lago de un minuto, a la cima de un pico más alto es el siguiente. Al final del día, se termina de vuelta en el mismo lugar: su hotel en la cima de la montaña Newton.
¿Cuál es el cambio en su energía potencial gravitatoria? En otras palabras, la cantidad de trabajo neto se realice la gravedad de que durante el día? La gravedad es una fuerza conservadora, por lo que el cambio en su energía potencial gravitatoria es 0. Debido a que usted ha experimentado ningún cambio neto en su energía potencial gravitatoria, la gravedad no hizo ningún trabajo neto sobre usted durante el día.
El camino se ejerce una fuerza normal en su coche mientras conducía alrededor, pero esa fuerza era siempre perpendicular a la carretera (es decir, sin fuerza paralela a su movimiento), por lo que no hace ningún trabajo, tampoco.
Las fuerzas conservadoras son más fáciles de trabajar en la física, ya que no la energía “fuga” a medida que moverse por un camino - si al final en el mismo lugar, tiene la misma cantidad de energía. Si usted tiene que tratar con las fuerzas no conservativas, como la fricción, incluyendo la fricción del aire, la situación es diferente. Si está arrastrando algo sobre un campo alfombradas con papel de lija, por ejemplo, la fuerza de fricción hace diferentes cantidades de trabajo en el que en función de su trayectoria. Un camino que está el doble de tiempo implicará el doble de trabajo para superar la fricción.
Lo que realmente no se conserva alrededor de una pista con la fricción es la energía potencial y cinética total, que en su conjunto es energía mecánica. Cuando se trata de la fricción, la pérdida de energía mecánica va en energía térmica. Se puede decir que la cantidad total de energía no cambia si se incluye que la energía de calor. Sin embargo, la energía se disipa el calor en el medio ambiente de forma rápida, por lo que no es recuperable o convertibles. Por esa y otras razones, los físicos trabajan a menudo en términos de energía mecánica.