Stil konservattiv mhux l-isem ta' forza, bħall-gravità, forza ta' frizzjoni eċċ. Forza konservattiva tiddeskrivi n-natura ta' forza. Jekk ix-xogħol totali magħmul minn forza fuq oġġett, matul il-ħin li l-oġġett jiċċaqlaq 'il bogħod mill-pożizzjoni oriġinali tiegħu sakemm l-oġġett jerġa' lura għall-pożizzjoni oriġinali tiegħu, huwa ugwali għal żero, allura l-forza hija forza konservattiva. Forza titqies bħala konservattiva jekk ix-xogħol magħmul mill-forza fuq oġġett ma jiddependix fuq it-triq li jieħu l-oġġett iżda biss fuq il-bidla fil-pożizzjonijiet inizjali u finali tiegħu.
Id-definizzjoni ta' stil konservattiv hija aktar faċli biex tifhimha jekk diġà tifhem fehim tax-xogħol fil-fiżikaStudja ż-żewġ mistoqsijiet ta' eżempju li ġejjin biex tifhem il-kunċett ta' forza konservattiva.
Eżempju 1
Ikkunsidra oġġett li jiċċaqlaq vertikalment 'il fuq u mbagħad l-oġġett jiċċaqlaq vertikalment 'l isfel lejn il-pożizzjoni oriġinali tiegħu.
Meta oġġett jiċċaqlaq 'il fuq, id-direzzjoni tal-ispostament tal-oġġett hija 'l fuq, filwaqt li d-direzzjoni tal-forza gravitazzjonali jew il-piż (w) hija 'l isfel. Id-direzzjoni tal-ispostament tal-oġġett hija opposta għad-direzzjoni tal-forza gravitazzjonali, għalhekk il-forza gravitazzjonali tagħmel xogħol negattiv.
W1 = F s = wh (cos 180) = wh (-1) = – wh = – mgh
Meta oġġett jiċċaqlaq 'l isfel lejn il-pożizzjoni oriġinali tiegħu, id-direzzjoni tal-ispostament tal-oġġett hija 'l isfel u d-direzzjoni tal-forza gravitazzjonali hija wkoll 'l isfel. Id-direzzjoni tal-ispostament tal-oġġett hija l-istess bħad-direzzjoni tal-forza gravitazzjonali, għalhekk il-forza gravitazzjonali tagħmel xogħol pożittiv.
W2 = F s = wh (cos 0) = wh (1) = wh
Ix-xogħol totali li jsir mill-forza gravitazzjonali fuq oġġett matul il-ħin li l-oġġett jiċċaqlaq 'il fuq u mbagħad 'l isfel huwa ugwali għal żero.
Wtotali =W1 +W2 = – wh + wh = 0
Pereżempju, il-massa ta' oġġett (m) = 1 kg, l-aċċelerazzjoni gravitazzjonali (g) = 10 m/s2 u l-għoli (h) = 1 metru allura W1 = -10 Joules u W2 = 10 Joules. Xogħol totali = – 10 Joules + 10 Joules = 0
Eżempju 2
Ikkunsidra oġġett li jiċċaqlaq minn wied għal quċċata u mbagħad jiċċaqlaq lura lejn il-wied.
Sakemm oġġett jiċċaqlaq fuq pjan inklinat, il-komponent orizzontali biss tal-forza gravitazzjonali (w sin theta) jagħmel xogħol fuq l-oġġett. Meta oġġett jiċċaqlaq mill-wied sal-quċċata tal-pjan inklinat, id-direzzjoni tal-ispostament hija opposta għad-direzzjoni tal-komponent orizzontali tal-forza gravitazzjonali (w sin theta) għalhekk il-forza gravitazzjonali tagħmel xogħol negattiv.
Ix-xogħol li jsir mill-forza tal-gravità fuq oġġett hekk kif jiċċaqlaq mill-wied sal-quċċata.
W1 = – F s = – (w sin theta)(s) = – ws sin theta
Minħabba li sin theta = h / s jew h = s sin theta allura l-formula ta' hawn fuq tinbidel għal
W1 = – wh = – mgh
Meta oġġett jiċċaqlaq minn quċċata għal wied, l-ispostament ikun fl-istess direzzjoni bħall-komponent orizzontali tal-forza gravitazzjonali, għalhekk il-forza gravitazzjonali tagħmel xogħol pożittiv.
W2 = wh = mgh
Sforz totali
Wtotal = – mgh + mgh = 0
Pereżempju, il-massa ta' oġġett (m) = 1 kg, l-aċċelerazzjoni gravitazzjonali (g) = 10 m/s2 u l-għoli (h) = 1 metru allura W1 = -10 Joules u W2 = 10 Joules. Xogħol totali = – 10 Joules + 10 Joules = 0
Abbażi tal-formula użata fl-eżempju 2, jista' jiġi konkluż li x-xogħol magħmul mill-forza gravitazzjonali fuq oġġett meta l-oġġett jiċċaqlaq tul pjan inklinat distanza ta' s huwa l-istess bħax-xogħol magħmul mill-forza gravitazzjonali fuq l-oġġett jekk l-oġġett jiċċaqlaq perpendikolarment distanza ta' h.
Għalhekk ix-xogħol magħmul mill-forza gravitazzjonali ma jiddependix fuq it-triq ivvjaġġata iżda biss fuq il-bidla fl-għoli. Fi kliem ieħor, ix-xogħol magħmul minn forza gravitazzjonali jiddependi biss fuq il-pożizzjoni inizjali u l-pożizzjoni finali.
Dawn iż-żewġ eżempji juru li l-forza gravitazzjonali hija forza konservattiva. Forza hija forza konservattiva jekk tissodisfa żewġ kundizzjonijiet. L-ewwel, ix-xogħol totali magħmul mill-forza fuq oġġett matul il-ħin li l-oġġett jiċċaqlaq 'il bogħod mill-pożizzjoni inizjali tiegħu sakemm jirritorna għall-pożizzjoni inizjali tiegħu huwa ugwali għal żero (qabbel l-eżempju 1). It-tieni, ix-xogħol totali magħmul mill-forza fuq oġġett ma jiddependix fuq it-triq meħuda mill-oġġett iżda jiddependi fuq il-bidla fil-pożizzjoni (qabbel l-eżempju 2).
Xi forzi li huma inklużi fil-forzi konservattivi huma l-forza gravitazzjonali, il-forza elettrika, il-forza manjetika.
Eżempju 3
Il-forza ta' Coulomb u l-forza gravitazzjonali huma forzi konservattivi.
Sebab
Il-forza ta' Coulomb u l-forza gravitazzjonali huma inversament proporzjonali għall-kwadru tad-distanza
Diskussjoni
Il-forza elettrika u l-forza gravitazzjonali huma forzi konservattivi, mhux għax il-kobor tagħhom huwa inversament proporzjonali għall-kwadru tad-distanza. It-tnejn huma forzi konservattivi għax ix-xogħol li jsir biex tinġarr tagħbija taħt l-influwenza ta’ dawn iż-żewġ forzi ma jiddependix fuq it-triq jew il-mogħdija vjaġġata iżda biss fuq il-pożizzjonijiet inizjali u finali tat-tagħbija.
Forza hija forza konservattiva jekk ix-xogħol li tagħmel fuq oġġett...
(1) jiddependi biss fuq l-istat inizjali u l-istat finali
(2) hija l-istess bħall-bidla fl-enerġija potenzjali tal-oġġett
(3) ma jiddependix fuq il-forma tat-trajettorja tal-moviment
(4) ma jiddependix fuq bidliet fl-enerġija potenzjali
Diskussjoni
Forza hija forza konservattiva jekk ix-xogħol li tagħmel fuq oġġett
(1) jiddependi biss fuq l-istat inizjali u l-istat finali
(3) ma jiddependix fuq il-forma tat-trajettorja tal-moviment
