Консерватив хэв маяг таталцал гэх мэт хүчний нэр биш, үрэлтийн хүч гэх мэт. Консерватив хүч нь хүчний мөн чанарыг тодорхойлдог. Хэрэв биет анхны байрлалаасаа холдох хүртэл биет дээр хүчний хийсэн нийт ажил тэгтэй тэнцүү бол уг хүчийг консерватив хүч гэнэ. Хэрэв биет дээр хүчний хийсэн ажил нь биетийн туулсан замаас хамаарахгүй, зөвхөн анхны болон эцсийн байрлалын өөрчлөлтөөс хамаардаг бол хүчийг консерватив хүч гэнэ.
Хэрэв та аль хэдийн ойлгосон бол консерватив хэв маягийн тодорхойлолтыг ойлгоход илүү хялбар болно Физикийн ажлын талаарх ойлголтКонсерватив хүчний тухай ойлголтыг ойлгохын тулд дараах хоёр жишээ асуултыг судална уу.
Жишээ 1
Босоо чиглэлд дээшээ хөдөлж байгаа объектыг авч үзье, дараа нь объект анхны байрлалдаа босоо чиглэлд доошоо хөдөлнө.
Биет дээшээ хөдлөхөд түүний шилжилтийн чиглэл дээшээ, харин таталцлын хүч буюу жин (w) доошоо байна. Биетийн шилжилтийн чиглэл нь таталцлын хүчний чиглэлийн эсрэг тул таталцлын хүч сөрөг ажил хийдэг.
W1 = F s = wh (cos 180) = wh (-1) = – wh = – mgh
Биет анхны байрлал руугаа доошоо хөдлөхөд түүний шилжилтийн чиглэл доошоо, таталцлын хүчний чиглэл мөн доошоо байна. Биетийн шилжилтийн чиглэл нь таталцлын хүчний чиглэлтэй ижил тул таталцлын хүч эерэг ажил хийдэг.
W2 = F s = wh (cos 0) = wh (1) = wh
Биет дээш доош хөдөлж байх хугацаанд таталцлын хүчний биет дээр хийсэн нийт ажил тэгтэй тэнцүү байна.
WНийт = В1 + В.2 = – wh + wh = 0
Жишээлбэл, объектын масс (м) = 1 кг, таталцлын хурдатгал (г) = 10 м/с2 ба өндөр (ц) = 1 метр, дараа нь W1 = -10 Жоул ба Вт2 = 10 Жоуль. Нийт ажил = – 10 Жоуль + 10 Жоуль = 0
Жишээ 2
Хөндийөөс оргил руу шилжиж, дараа нь хөндий рүү буцаж хөдөлдөг объектыг авч үзье.
Биет налуу хавтгай дээр хөдөлж байгаа цагт зөвхөн таталцлын хүчний хэвтээ бүрэлдэхүүн хэсэг (w sin theta) тухайн биет дээр үйлчилнэ. Биет хөндийгөөс налуу хавтгайн орой руу хөдлөхөд шилжилтийн чиглэл нь таталцлын хүчний хэвтээ бүрэлдэхүүн хэсгийн (w sin theta) чиглэлийн эсрэг байна. Тиймээс таталцлын хүч сөрөг ажил хийнэ.
Хөндийөөс оргил руу шилжих үед биет дээр таталцлын хүчний үйлчлэлээр хийгддэг ажил.
W1 = – F s = – (w sin theta)(s) = – ws sin theta
Учир нь sin theta = h / s эсвэл h = s sin theta бол дээрх томъёо нь өөрчлөгдөнө
W1 = – wh = – мг/цаг
Биет оргилоос хөндий рүү хөдлөхөд шилжилт нь таталцлын хүчний хэвтээ бүрэлдэхүүн хэсэгтэй ижил чиглэлд байдаг тул таталцлын хүч эерэг ажил хийдэг.
W2 = wh = mgh
Бүх хүчин чармайлт
Нийт W = – мг/ц + мг/ц = 0
Жишээлбэл, объектын масс (м) = 1 кг, таталцлын хурдатгал (г) = 10 м/с2 ба өндөр (ц) = 1 метр, дараа нь W1 = -10 Жоул ба Вт2 = 10 Жоуль. Нийт ажил = – 10 Жоуль + 10 Жоуль = 0
2-р жишээнд ашигласан томъёонд үндэслэн, объект s зайд налуу хавтгай дагуу хөдлөхөд таталцлын хүчний объект дээр хийх ажил нь тухайн объект h зайд перпендикуляр хөдөлсөн үед объект дээр хийх таталцлын хүчний ажилтай ижил байна гэж дүгнэж болно.
Тиймээс таталцлын хүчний хийсэн ажил нь туулсан замаас хамаарахгүй, зөвхөн өндрийн өөрчлөлтөөс хамаарна. Өөрөөр хэлбэл, таталцлын хүч зөвхөн анхны байрлал болон эцсийн байрлалаас хамаарна.
Эдгээр хоёр жишээ нь таталцлын хүч нь консерватив хүч гэдгийг харуулж байна. Хэрэв хүч нь хоёр нөхцөлийг хангавал консерватив хүч болно. Нэгдүгээрт, биет анхны байрлалаасаа холдох хүртэл биет дээр хүчний хийсэн нийт ажил тэгтэй тэнцүү байна (1-р жишээг харьцуулна уу). Хоёрдугаарт, хүчний биет дээр хийсэн нийт ажил нь биетийн туулсан замаас хамаарахгүй, харин байрлалын өөрчлөлтөөс хамаарна (2-р жишээг харьцуулна уу).
Консерватив хүчинд багтдаг зарим хүчнүүд нь таталцлын хүч, цахилгаан хүч, соронзон хүч юм.
Жишээ 3
Кулоны хүч ба таталцлын хүч нь консерватив хүчнүүд юм.
Учир нь
Кулоны хүч ба таталцлын хүч нь зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна
Хэлэлцүүлэг
Цахилгаан хүч ба таталцлын хүч нь консерватив хүч бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ нь зайны квадраттай урвуу пропорциональ учраас биш юм. Хоёулаа консерватив хүч юм, учир нь эдгээр хоёр хүчний нөлөөн дор ачаа зөөхөд хийгдсэн ажил нь туулсан зам эсвэл замаас хамаардаггүй, харин зөвхөн ачааны анхны ба эцсийн байрлалаас хамаардаг.
Хэрэв хүч нь объект дээр хийдэг ажил нь ... байвал түүнийг консерватив хүч гэнэ.
(1) нь зөвхөн анхны төлөв болон эцсийн төлөвөөс хамаарна
(2) нь объектын потенциал энергийн өөрчлөлттэй ижил байна
(3) нь хөдөлгөөний замын хэлбэрээс хамаардаггүй
(4) потенциал энергийн өөрчлөлтөөс хамаарахгүй
Хэлэлцүүлэг
Хэрэв хүч нь объект дээр хийдэг ажилтай тэнцүү бол түүнийг консерватив хүч гэнэ.
(1) нь зөвхөн анхны төлөв болон эцсийн төлөвөөс хамаарна
(3) нь хөдөлгөөний замын хэлбэрээс хамаардаггүй
