Íhaldssamur stíll og óíhaldssamur stíll

1. Íhaldssamur stíll
Ef vinnan sem kraftur vinnur þegar hlutur byrjar að hreyfast frá upphafsstöðu sinni þar til hann fer aftur í upphafsstöðu sína er jöfn núlli, þá kallast krafturinn varðveislukraftur.
Hér eru nokkur dæmi um íhaldssama stíl.

1.1. Þyngdarafl
Ímyndum okkur hlut sem hreyfist lóðrétt upp á við þar til hann nær hámarkshæð og færist síðan niður á við í upphafsstöðu sína. Þegar hann hreyfist lóðrétt upp á við vegalengdina h, þá er þyngdarkrafturinn í gagnstæða átt við tilfærslu hlutarins. Þar sem hann er í gagnstæða átt við tilfærslu hlutarins, þá vinnur þyngdarkrafturinn neikvæða vinnu á hlutinn.
W = wh cos (180^o) = – hv = – mgh
Eftir að hluturinn nær hámarkshæð sinni færist hann niður á við í átt að upprunalegri stöðu sinni um vegalengdina h. Þegar hluturinn færist niður á við er þyngdarkrafturinn í sömu átt og færsla hlutarins. Þar sem hluturinn er í sömu átt og færslan, þá vinnur þyngdarkrafturinn jákvæða vinnu.
W = wh cos (0^o) = – hv = – mgh
Massi hlutarins (m), þyngdarhröðunin (g) og hæðin (h) eru þau sömu, þess vegna er vinnan sem þyngdarkrafturinn vinnur þegar hluturinn byrjar að hreyfast lóðrétt upp á við þar til hann fer aftur í upprunalega stöðu sína jöfn núlli.
W = mgh – mgh
B = 0

1.2. Vorkraftur
Ímyndaðu þér fjöður sem er staðsettur lárétt. Ef hægri endi fjöðursins er ýtt eða þjappað til vinstri, þá beitir fjöðurinn einnig krafti til hægri. Þú getur sannað þetta með því að þjappa fjöðrinni saman. Til dæmis, settu hlut á hægri enda fjöðursins og ýttu síðan hlutnum til vinstri. Eftir að fjöðurinn hefur sveigst, fjarlægðu höndina af lóðinu og fjöðrinni. Þegar höndin þín snertir ekki lengur fjöðurinn, þá ýtir hluturinn lóðinu til hægri. Þegar hluturinn hreyfist til vinstri, er hreyfingarstefna hlutarins gagnstæð stefnu fjöðurkraftsins. Vegna þess að krafturinn er í gagnstæðar áttir, þá framkvæmir fjöðurkrafturinn neikvæða vinnu.
W = – ½ kx²
Þegar hlutur hreyfist til hægri er stefna hreyfingar eða tilfærslu álagsins sú sama og stefna fjaðurkraftsins. Þar sem þeir eru í sömu átt framkvæmir fjaðurkrafturinn jákvæða vinnu.
W = ½ kx²
Gormarnir sem notaðir eru eru þeir sömu, þannig að fjaðurstuðullinn (k) er sá sami. Færslan á fjöðrunum er einnig sú sama. Þess vegna er vinnan sem þyngdaraflið vinnur þegar hluturinn byrjar að hreyfast til vinstri um vegalengd x og snýr síðan aftur til hægri um vegalengd x jafnt og núll.
W = ½ kx² – ½ kx²
Vinna sem þyngdarkrafturinn og fjaðurkrafturinn vinna þegar hlutur hreyfist frá upphafsstöðu sinni þar til hann snýr aftur í upprunalega stöðu er núll. Ef vinnan sem krafturinn vinnur þegar hlutur byrjar að hreyfast frá upphafsstöðu sinni þar til hann snýr aftur í upprunalega stöðu er núll, þá kallast krafturinn varðveislukraftur.

2. Óíhaldssamur stíll

Ef vinnan sem kraftur vinnur þegar hlutur byrjar að hreyfast frá upphafsstöðu sinni þar til hann snýr aftur í upprunalega stöðu sína er ekki jöfn núlli, þá kallast krafturinn óvarðveislukraftur.
Hér eru nokkur dæmi um íhaldssama merkjastíla.
2.1 Þrýstikraftur og hreyfikraftur núningskraftur
Ímyndum okkur hlut sem er ýtt til hægri og síðan aftur til vinstri. Þegar hann hreyfist eða færist til hægri er stefna færslu hlutarins sú sama og stefna þrýstingskraftsins (F) og gagnstæð stefna hreyfikraftsins (f)._kÞar sem það er í sömu átt og tilfærslan, þá vinnur ýtingarkrafturinn jákvæða vinnu á hlutinn.
W = Fs

Hins vegar hefur hreyfifræðileg núning neikvæða vinnu á hlut.
W = – f_k s
Þegar hlutur hreyfist eða færist til vinstri er stefna tilfærslu hlutarins sú sama og stefna ýtingarkraftsins og gagnstæð stefna hreyfikraftsins. Þar sem stefnan er í sömu átt og tilfærslan, þá vinnur ýtingarkrafturinn jákvæða vinnu á hlutinn.
W = Fs
Hins vegar hefur hreyfifræðileg núning neikvæða vinnu á hlut.
W = – f_k s
Vinna sem ýtingarkrafturinn og hreyfikrafturinn vinna á hlut þegar hann byrjar að hreyfast frá upphafsstöðu sinni þar til hann snýr aftur í upphafsstöðu sína er W = 2 F/s og W = -2 f._k s
Vinna sem ýtingarkrafturinn og hreyfiorkan vinna á meðan hluturinn byrjar að hreyfast frá upphafsstöðu sinni þar til hann snýr aftur í upphafsstöðu sína er ekki jöfn núlli.
Ef vinnan sem kraftur vinnur þegar hlutur byrjar að hreyfast frá upphafsstöðu sinni þar til hann snýr aftur í upprunalega stöðu sína er ekki jöfn núlli, þá kallast krafturinn óvarðveislukraftur.

Tilvísun