Fòs konsèvatif ak fòs ki pa konsèvatif
1. Fòs Konsèvatif
1.1 Pwa (w)
Obsève yon objè k ap deplase vètikalman anlè jiskaske li rive nan yon wotè maksimòm anvan li desann nan direksyon pozisyon inisyal li. Lè l ap deplase vètikalman anlè pa h, pwa a nan direksyon opoze ak deplasman an. Kidonk, pwa a fè yon travay negatif sou objè a.
W = wh (kos 180o) = – wh = – mgh
Apre li fin rive nan yon wotè maksimòm, objè a deplase desann nan direksyon pozisyon inisyal li pa h. Lè l ap deplase desann, pwa a nan menm direksyon ak deplasman an. Paske li nan menm direksyon ak deplasman an, pwa a fè yon travay pozitif.
W = wh (kos 0o) = wh = mgh
Mas objè a (m), akselerasyon gravitasyonèl (g), ak wotè (h) yo se menm bagay la, kidonk travay la fèt pa pwa a depi objè a kòmanse deplase vètikalman anlè jiskaske li retounen nan pozisyon inisyal li ki se zewo.
W = mgh – mgh = 0
1.2 Fòs prentan
Obsève yon resò ki plase orizontalman. Si yo pouse oswa konprese bout dwat resò a agoch, resò a egzèse yon fòs pouse adwat. Ou ka pwouve sa lè w konprese yon resò. Pa egzanp, mete yon objè sou bout dwat la, answit pouse objè a agoch. Apre resò a devye pa Δx, retire men w sou objè a ak resò a. Lè men an pa an kontak ak resò a ankò, resò a ap pouse objè a tounen adwat.
Lè objè a deplase agoch, direksyon mouvman ak deplasman li yo opoze ak direksyon fòs resò a. Paske direksyon yo opoze youn ak lòt, fòs resò a fè yon travay negatif.
W = – ½ k (Δx)2
Lè objè a deplase adwat, direksyon mouvman ak deplasman li se menm ak fòs resò a. Paske direksyon yo se menm, fòs resò a fè yon travay pozitif.
W = ½ k (Δx)2
Ressò ki itilize a se menm nan, kidonk konstan ressò a (k) se menm nan. Devyasyon ressò a (Δx) se menm nan tou.
Konsa, pwa a fè travay la lè objè a kòmanse deplase agoch pa Δx epi answit li retounen adwat pa Δx ki zewo.
W = ½ k (Δx)2 – ½ k (Δx)2 = 0
Travay la fèt pa pwa ak fòs resò depi objè a kòmanse deplase soti nan pozisyon inisyal li jiskaske li retounen la ki egal a zewo. Si travay la te fèt pa yon fòs depi li deplase soti nan pozisyon inisyal li jiskaske li retounen la ki egal a zewo, fòs la rele fòs konsèvatif. Kidonk, fòs resò ak pwa se egzanp fòs konsèvatif.
2. Fòs ki pa konsèvatif
Obsève yon objè k ap pouse adwat epi answit k ap pouse tounen agoch. Lè objè a ap deplase oswa deplase adwat, direksyon deplasman objè a se menm ak direksyon fòs pouse a (F) epi opoze ak direksyon fòs friksyon sinetik la (fkKòm li nan menm direksyon ak deplasman an, fòs pouse a fè yon travay pozitif sou objè a.
W = F s
Okontrè, fòs friksyon sinetik la fè yon travay negatif sou objè a.
W = – fk s
Travay la te fèt pa fòs pouse a ak fòs friksyon an sou objè a lè objè a kòmanse deplase soti nan pozisyon inisyal li jiskaske li retounen la:
W = 2 F/s
W = -2 fk s
Travay la fèt pa fòs pouse a ak fòs friksyon sinetik depi objè a kòmanse deplase soti nan pozisyon inisyal li jiskaske li retounen la pa egal a zewo. Si travay yon fòs fè depi objè a kòmanse deplase soti nan pozisyon inisyal li jiskaske li retounen la pa egal a zewo, fòs la rele fòs ki pa konsèvatif. Kidonk, fòs pouse ak fòs friksyon sinetik se egzanp fòs ki pa konsèvatif.
1. Kisa yon fòs konsèvatif ye? Yon fòs konsèvatif se yon fòs kote travay ki fèt pou deplase yon objè ant de pwen pa depann de chemen an. Fòs gravitasyonèl ak elektwostatik se egzanp fòs konsèvatif.
2. Ki rapò travay yon fòs konsèvatif fè ak enèji potansyèl? Travay yon fòs konsèvatif fè sou yon objè k ap deplase soti nan pwen A pou rive nan pwen B egal a chanjman negatif nan enèji potansyèl (∆U) ant de pwen sa yo: Sa vle di ke si yon objè pran enèji potansyèl, travay fòs konsèvatif la fè a negatif, e vis vèsa.
3. Kisa yon fòs ki pa konsèvatif ye? Yon fòs ki pa konsèvatif se yon fòs kote travay ki fèt pou deplase yon objè ant de pwen depann de chemen an. Friksyon ak rezistans lè a se egzanp tipik fòs ki pa konsèvatif.
4. Kijan yon fòs ki pa konsèvatif afekte enèji mekanik yon sistèm? Yon fòs ki pa konsèvatif ka chanje enèji mekanik total (sòm enèji sinetik ak potansyèl) yon sistèm. Sa a se paske travay ki fèt pa yon fòs ki pa konsèvatif pa estoke kòm enèji potansyèl men anjeneral li transfòme an lòt fòm enèji, tankou chalè.
5. Kijan yon moun ka detèmine si yon fòs konsèvatif oswa non-konsèvatif lè l sèvi avèk yon chemen bouk fèmen? Pou yon fòs konsèvatif, travay nèt ki fèt sou yon objè apre li fin fè yon chemen bouk fèmen konplè se zewo. Si travay nèt ki fèt sou yon bouk fèmen pa zewo, fòs la pa konsèvatif.
6. Ki wòl boukl yon chan fòs jwe nan detèmine si yon fòs konsèvatif? Si boukl yon chan fòs la zewo tout kote nan espas, fòs la konsèvatif. Si boukl la pa zewo, alò fòs la pa konsèvatif.
7. Ki rapò enèji potansyèl gravitasyonèl genyen ak fòs konsèvatif yo? Enèji potansyèl gravitasyonèl la rive akòz nati konsèvatif fòs gravitasyonèl la. Yon ogmantasyon nan wotè nan yon chan gravitasyonèl mennen nan yon ogmantasyon nan enèji potansyèl gravitasyonèl, alòske travay fòs gravitasyonèl la fè a negatif, sa vle di yon diminisyon nan enèji potansyèl la lè yon objè deplase pi pre Latè.
8. Poukisa friksyon pa gen yon enèji potansyèl ki asosye avèk li tankou lòt fòs konsèvatif yo? Friksyon se yon fòs ki pa konsèvatif; kidonk, travay friksyon an fè a pa estoke kòm enèji potansyèl. Okontrè, li souvan transfòme an lòt fòm, tankou chalè, epi li pa ka refè nèt kòm enèji mekanik.
9. Nan yon senaryo kote yon objè glise desann yon plan enkline, ki wòl fòs konsèvatif ak fòs ki pa konsèvatif yo jwe? Lè yon objè glise desann yon plan enkline, fòs gravitasyonèl la, yon fòs konsèvatif, aji sou objè a, li konvèti enèji potansyèl li an enèji sinetik. Si gen friksyon ant objè a ak plan enkline a (yon fòs ki pa konsèvatif), li pral opoze mouvman an epi diminye enèji sinetik objè a, li konvèti yon pati ladan l an chalè.
10. Èske enèji total yon sistèm ka konsève menm si gen fòs ki pa konsèvatif k ap jwe? Wi, enèji total yon sistèm (ki gen ladan tout fòm enèji tankou mekanik, tèmik, elatriye) rete konsève dapre lalwa konsèvasyon enèji a. Sepandan, lè fòs ki pa konsèvatif yo aji, enèji mekanik la (sòm enèji sinetik ak potansyèl) ka pa konsève paske yon pati ladan l konvèti an lòt fòm enèji, tankou chalè oswa son.
