Физика > Консервативные и неконсервативные силы
Консервативная сила отображает собою те же свойства, что и работа при смещении частицы между двумя точками. Она не зависит от пути.
Задача обучения
- Изучить свойства консервативных и неконсервативных сил.
Основные пункты
- Если частичка перемещается в замкнутой плоскости, то выполняется сетевая работа (суммирование силы, действующей вдоль пути, умноженное на дистанцию) при консервативной силе, равняющейся нулю.
- На консервативную силу влияет только позиция объекта. Если она консервативна (потенциальная), то можно назначить числовое значение потенциала в любом месте.
- Неконсервативная сила транспортирует энергию из системы в энергетическую точку, которую нельзя использовать для возвращения в движущийся объект.
Термин
- Потенциал – кривая, описывающая отличие потенциальных энергий в двух различных позициях. Зависит только от расположений.
По своим свойствам консервативная сила соответствует работе, осуществляемой в момент смещения частички между двумя точками. Она не завит от проделанной дистанции. Если происходит перемещение в замкнутой плоскости, то выполняется сетевая работа, где консервативная сила равняется нулю.
На нее влияет только позиция объекта. Если сила консервативна, то можно придать ей числовое значение потенциала в любой точке. Когда объект меняет позицию, сила трансформирует потенциальную энергию в величину.
Если сила не выступает консервативной, то нельзя определить скалярный потенциал, так как использование различных путей приведет к конфликту потенциалов между стартовой и финальной точками. Такие силы передают энергию от перемещающегося объекта, но они не возвращают ее в потенциальную энергию системы во время обратного движения. Они используют энергию из системы (например, трение).
Путь независимой консервативной силы
Если работа выполняется гравитацией при движении в замкнутом поле, тогда она равняется нулю. Эти наблюдения можно применить и на других системах с консервативными силами. Представим, что замкнутое перемещение делится на два движения между А и В, как отмечено на рисунке. Тогда общая работа консервативной силы при поездке в оба конца приравнивается к нулю.
Движение по разным путям. Для консервативной силы работа, выполняемая по другому пути, одинакова
W = WAB1 + WBA2 = 0
Теперь изменим путь перемещения к третьему пути. Тогда общая работа консервативной силы все равно достигает нуля:
W = WAB3 + WBA2 = 0
Сравниваем два уравнения: WAB1 + WAВ3. Это соответствует произвольному пути. Так что работа для движений от А к В при консервативной силы приравнивается. Теперь вы знаете, какие силы называются консервативными и рассмотрели примеры.
Раздел Физика |
|||||
Введение | |||||
Работа, выполняемая постоянной силой | |||||
Работа, выполняемая переменными силами | |||||
Теорема Работа-Энергия | |||||
Потенциальная энергия и сохранение энергии | |||||
Мощность | |||||
ПРИМЕР ИССЛЕДОВАНИЯ: Мировое энергопотребление | |||||
Дальнейшие темы |