Konservative und Nicht-konservative Kräfte in der Physik

In der Physik ist es wichtig, den Unterschied zwischen konservativen und nicht-konservativen Kräfte zu kennen. Die Arbeit ein konservative Kraft tut auf einem Objekt ist Pfad-Independent- den tatsächlichen Pfad durch das Objekt genommen keinen Unterschied macht. Fünfzig Meter in der Luft hat die gleiche potentielle Energie, ob man dort durch die Schritte zu unternehmen oder auf einem Riesenrad-Hopping. Das ist anders als die Kraft der Reibung, die kinetische Energie als Wärme abführt. Wenn Reibung beteiligt ist, nehmen Sie den Weg Sie Angelegenheiten - ein längerer Weg mehr kinetische Energie als ein kurzes zerstreuen. Aus diesem Grund ist die Reibung ein nicht-konservative Kraft.

Zum Beispiel: Angenommen, Sie und einige Freunde kommen am Mt. Newton, eine majestätische Gipfel, steigt h Meter in die Luft. Sie können auf zwei Arten auf nehmen - die schnelle Art und Weise oder die landschaftlich schöne Strecke. Ihre Freunde fahren die schnelle Strecke, und Sie fahren die landschaftlich schöne Art und Weise, die Zeit nehmen, um eine Picknick und ein paar Physik Probleme zu lösen. Sie begrüßen Sie an der Spitze, indem er sagte, # 147-Rate mal, was - unsere potentielle Energie im Vergleich zu vor IS mgh größer # 148.

# 147-Mine, auch # 148- Sie sagen, über die Ansicht, die heraus. Sie ziehen aus dieser Gleichung:

Diese Gleichung besagt im Wesentlichen, dass der tatsächliche Weg Sie nehmen, wenn gehen vertikal von h_ich nach h_fspielt keine Rolle. Alles, was zählt, ist Ihre Anfangshöhe im Vergleich zu Ihrer End Höhe. Da der Pfad durch das Objekt gegen die Schwerkraft keine Rolle genommen, die Schwerkraft ist eine konservative Kraft.

Hier ist ein weiterer Weg, um konservative und nicht konservative Kräfte suchen. Angenommen, Sie Urlaub in den Alpen, und Ihr Hotel ist an der Spitze des Berges Newton. Sie verbringen den ganzen Tag herumfahren - bis hin zu einem See eine Minute auf die Spitze eines höheren Spitzen die nächste. Am Ende des Tages, Sie am Ende wieder an der gleichen Stelle auf: Ihr Hotel am Gipfel des Berges Newton.

Was ist die Veränderung in Ihrem Gravitationspotential Energie? Mit anderen Worten, wie viel Netto-Arbeit habe durchführen Schwerkraft auf Sie während des Tages? Gravity ist eine konservative Kraft, so dass die Veränderung in Ihrem potentielle Energie ist 0. Weil Sie keine Netto-Veränderung in Ihrem potentielle Energie erlebt haben, der Schwerkraft hat keine Netto-Arbeit auf Sie im Laufe des Tages.

Die Straße übte eine Normalkraft auf Ihrem Auto, während Sie herum fuhr, aber diese Kraft war immer senkrecht zur Straße (was bedeutet, zu Ihrer Bewegung keine Kraft parallel), so dass es hat keine Arbeit tun, auch nicht.

Konservative Kräfte sind einfacher, mit der Physik zu arbeiten, weil sie nicht tun # 147-Leck # 148- Energie, wie Sie um einen Pfad zu bewegen - wenn Sie an der gleichen Stelle am Ende, haben Sie die gleiche Menge an Energie. Wenn Sie mit nicht-konservative Kräfte wie Reibung zu tun haben, einschließlich der Luftreibung, ist die Situation anders. Wenn Sie etwas über ein Feld mit Teppich ausgelegt mit Sandpapier, zum Beispiel sind Ziehen, hat die Kraft der Reibung unterschiedliche Mengen an Arbeit auf die Sie auf Ihrem Weg abhängig. Ein Weg, der ist doppelt so lang doppelt so viel Arbeit einbeziehen Reibung zu überwinden.

Was ist wirklich nicht um eine Spur mit Reibung konserviert ist die gesamte potentielle und kinetische Energie, die zusammengenommen mechanische Energie. Wenn Reibung beteiligt ist, geht der Verlust an mechanischer Energie in Wärmeenergie. Man kann sagen, dass die gesamte Energiemenge ändert sich nicht, wenn Sie diese Wärmeenergie. Jedoch löst sich die Wärmeenergie in die Umgebung schnell, so dass es nicht wiederhergestellt werden oder Cabrio. Aus diesem und anderen Gründen arbeiten Physiker oft in Bezug auf die mechanische Energie.