1. Estil conservador
Si el treball realitzat per una força quan un objecte comença a moure's des de la seva posició inicial fins que l'objecte torna a la seva posició inicial és igual a zero, aleshores la força s'anomena força conservativa.
Aquí teniu alguns exemples d'estils conservadors.
1.1. Gravetat
Considereu un objecte que es mou verticalment cap amunt fins que arriba a una alçada màxima i després es mou cap avall fins a la seva posició original. A mesura que es mou verticalment cap amunt una distància h, la força de la gravetat és en direcció oposada al desplaçament de l'objecte. Com que és en direcció oposada al desplaçament de l'objecte, la força de la gravetat fa un treball negatiu sobre l'objecte.
W = wh cos (180o) = – wh = – mgh
Després d'assolir la seva alçada màxima, l'objecte es mou cap avall cap a la seva posició original una distància h. Quan es mou cap avall, la força de la gravetat és en la mateixa direcció que el desplaçament de l'objecte. Com que és en la mateixa direcció que el desplaçament, la força de la gravetat fa un treball positiu.
W = wh cos (0o) = – wh = – mgh
La massa de l'objecte (m), l'acceleració gravitatòria (g) i l'alçada (h) són iguals, per tant, el treball realitzat per la força gravitatòria quan l'objecte comença a moure's verticalment cap amunt fins que torna a la seva posició original és igual a zero.
W = mgh – mgh
W = 0
1.2. Força de ressort
Considereu una molla col·locada horitzontalment. Si l'extrem dret de la molla es comprimeix o s'empeny cap a l'esquerra, la molla també exerceix una força cap a la dreta. Podeu demostrar-ho comprimint la molla. Per exemple, col·loqueu un objecte a l'extrem dret de la molla i després premeu-lo cap a l'esquerra. Després que la molla es desviï, retireu la mà del pes i de la molla. Quan la mà ja no toqui la molla, l'objecte empeny el pes cap a la dreta. Quan l'objecte es mou cap a l'esquerra, la direcció del moviment de l'objecte és oposada a la direcció de la força de la molla. Com que la força és en direccions oposades, la força de la molla fa un treball negatiu.
W = – ½ kx2
Quan un objecte es mou cap a la dreta, la direcció del moviment o desplaçament de la càrrega és la mateixa que la direcció de la força de la molla. Com que estan en la mateixa direcció, la força de la molla fa un treball positiu.
W = ½ kx2
Les molles utilitzades són les mateixes, de manera que la constant de la molla (k) és la mateixa. El desplaçament de la molla també és el mateix. Per tant, el treball realitzat per la gravetat quan l'objecte comença a moure's cap a l'esquerra una distància x i després torna cap a la dreta una distància x és igual a zero.
W = ½ kx2 – ½ kx2
El treball realitzat per la força gravitatòria i la força del ressort durant el moviment d'un objecte des de la seva posició inicial fins que torna a la seva posició original és zero. Si el treball realitzat per una força quan un objecte comença a moure's des de la seva posició inicial fins que torna a la seva posició original és zero, aleshores la força s'anomena força conservativa.
2. Estil no conservador
Si el treball realitzat per una força quan un objecte comença a moure's des de la seva posició inicial fins que torna a la seva posició original no és igual a zero, aleshores la força s'anomena força no conservativa.
Aquí teniu alguns exemples d'estils d'etiquetes conservadors.
2.1 Força d'empenta i força de fricció cinètica
Considerem un objecte que s'empeny cap a la dreta i després es torna a empènyer cap a l'esquerra. Quan es mou o es desplaça cap a la dreta, la direcció del desplaçament de l'objecte és la mateixa que la direcció de la força d'empenta (F) i oposada a la direcció de la força de fricció cinètica (f).k). Com que està en la mateixa direcció que el desplaçament, la força d'empenta fa un treball positiu sobre l'objecte.
W = F s
D'altra banda, la fricció cinètica fa un treball negatiu sobre un objecte.
W = – fk s
Quan un objecte es mou o es desplaça cap a l'esquerra, la direcció del desplaçament de l'objecte és la mateixa que la direcció de la força d'empenta i oposada a la direcció de la força de fricció cinètica. Com que és en la mateixa direcció que el desplaçament, la força d'empenta fa un treball positiu sobre l'objecte.
W = F s
D'altra banda, la fricció cinètica fa un treball negatiu sobre un objecte.
W = – fk s
El treball realitzat per la força d'empenta i la força de fricció cinètica sobre un objecte quan l'objecte comença a moure's des de la seva posició inicial fins que torna a la seva posició inicial és W = 2 F s i W = -2 fk s
El treball realitzat per la força d'empenta i la força de fricció cinètica mentre l'objecte comença a moure's des de la seva posició inicial fins que l'objecte torna a la seva posició inicial no és igual a zero.
Si el treball realitzat per una força quan un objecte comença a moure's des de la seva posició inicial fins que torna a la seva posició original no és igual a zero, aleshores la força s'anomena força no conservativa.
