Услуби консервативӣ на номи қувва, ба монанди ҷозиба, қувваи соиш ва ғайра. Қувваи консервативӣ хусусияти қувваро тавсиф мекунад. Агар кори умумии қуввае, ки ба ҷисм анҷом дода мешавад, дар тӯли вақт аз мавқеи аввалаи худ дур шудани ҷисм то бозгашт ба мавқеи аввалаи худ ба сифр баробар бошад, пас қувва қувваи консервативӣ аст. Қуввае консервативӣ номида мешавад, ки агар кори қуввае, ки ба ҷисм анҷом дода мешавад, аз роҳи тайкардаи ҷисм вобаста набошад, балки танҳо аз тағирёбии мавқеъҳои ибтидоӣ ва ниҳоии он вобаста бошад.
Агар шумо аллакай фаҳмидед, таърифи услуби консервативӣ осонтар аст фаҳмиши кор дар физикаБарои фаҳмидани мафҳуми қувваи консервативӣ, ду саволи мисолии зеринро омӯзед.
Мисоли 1
Тасаввур кунед, ки як объект ба боло амудӣ ҳаракат мекунад ва сипас он ба мавқеи аввалаи худ амудӣ ба поён ҳаракат мекунад.
Вақте ки объект ба боло ҳаракат мекунад, самти ҷойивазкунии объект ба боло аст, дар ҳоле ки самти қувваи ҷозиба ё вазн (w) ба поён аст. Самти ҷойивазкунии объект муқобили самти қувваи ҷозиба аст, аз ин рӯ, қувваи ҷозиба кори манфӣ иҷро мекунад.
W1 = F s = wh (cos 180) = wh (-1) = – wh = – mgh
Вақте ки объект ба поён ба самти мавқеи аввалаи худ ҳаракат мекунад, самти ҷойивазкунии объект ба поён ва самти қувваи ҷозиба низ ба поён аст. Самти ҷойивазкунии объект бо самти қувваи ҷозиба якхела аст, аз ин рӯ, қувваи ҷозиба кори мусбат иҷро мекунад.
W2 = F s = wh (cos 0) = wh (1) = wh
Кори умумии қувваи ҷозиба дар давоми ҳаракати боло ва поёни объект ба сифр баробар аст.
Wумумӣ = В1 + Ғ2 = – wh + wh = 0
Масалан, массаи объект (м) = 1 кг, шитоби ҷозиба (г) = 10 м/с.2 ва баландӣ (h) = 1 метр, пас W1 = -10 Ҷоул ва Вт2 = 10 Ҷоул. Кори умумӣ = – 10 Ҷоул + 10 Ҷоул = 0
Мисоли 2
Тасаввур кунед, ки як ашё аз як води ба қулла ҳаракат мекунад ва сипас ба води бармегардад.
То он даме, ки объект дар сатҳи моил ҳаракат мекунад, танҳо ҷузъи уфуқии қувваи ҷозиба (w sin theta) ба объект таъсир мерасонад. Вақте ки объект аз води ба болои сатҳи моил ҳаракат мекунад, самти ҷойивазкунӣ муқобили самти ҷузъи уфуқии қувваи ҷозиба (w sin theta) аст, аз ин рӯ, қувваи ҷозиба кори манфӣ мекунад.
Коре, ки қувваи ҷозиба ба ҷисм ҳангоми ҳаракат аз водӣ ба қулла анҷом медиҳад.
W1 = – F s = – (w син тета)(s) = – ws син тета
Азбаски sin theta = h / s ё h = s sin theta пас формулаи дар боло овардашуда ба ин тағйир дода мешавад
W1 = – wh = – мг
Вақте ки объект аз қулла ба води ҳаракат мекунад, ҷойивазкунӣ дар ҳамон самт бо ҷузъи уфуқии қувваи ҷозиба аст, аз ин рӯ, қувваи ҷозиба кори мусбат иҷро мекунад.
W2 = wh = мг
Саъю кӯшиши умумӣ
Ҷамъи W = – мг/с + мг/с = 0
Масалан, массаи объект (м) = 1 кг, шитоби ҷозиба (г) = 10 м/с.2 ва баландӣ (h) = 1 метр, пас W1 = -10 Ҷоул ва Вт2 = 10 Ҷоул. Кори умумӣ = – 10 Ҷоул + 10 Ҷоул = 0
Бар асоси формулаи истифодашуда дар мисоли 2, метавон хулоса кард, ки кори қувваи ҷозиба ба объект ҳангоми ҳаракат дар сатҳи моил ба масофаи s ба андозаи қувваи ҷозиба ба объект анҷом додашуда баробар аст, агар объект ба таври амудӣ ба масофаи h ҳаракат кунад.
Пас, кори анҷомдодашуда аз ҷониби қувваи ҷозиба на аз роҳи тайшуда, балки танҳо аз тағйирёбии баландии он вобаста аст. Ба ибораи дигар, кори анҷомдодашуда аз ҷониби қувваи ҷозиба танҳо аз мавқеи ибтидоӣ ва ниҳоӣ вобаста аст.
Ин ду мисол нишон медиҳанд, ки қувваи ҷозиба қувваи консервативӣ аст. Қувва қувваи консервативӣ аст, агар он ба ду шарт ҷавобгӯ бошад. Аввалан, кори умумии қувва ба объект дар тӯли вақти дур шудани объект аз мавқеи ибтидоии худ то баргаштан ба мавқеи ибтидоии худ ба сифр баробар аст (мисоли 1-ро муқоиса кунед). Дуюм, кори умумии қувва ба объект на аз роҳи тайкардаи объект, балки аз тағйири мавқеъ вобаста аст (мисоли 2-ро муқоиса кунед).
Баъзе қувваҳое, ки ба қувваҳои консервативӣ дохил мешаванд, қувваи ҷозиба, қувваи барқ, қувваи магнитӣ мебошанд.
Мисоли 3
Қувваи Кулон ва қувваи ҷозиба қувваҳои консервативӣ мебошанд.
Зеро
Қувваи Кулон ва қувваи ҷозиба ба квадрати масофа мутаносибан баръакс мебошанд.
Пембахасан
Қувваи барқӣ ва қувваи ҷозиба қувваҳои консервативӣ мебошанд, на аз он сабаб, ки бузургии онҳо ба квадрати масофа мутаносибан баръакс аст. Ҳарду қувваҳои консервативӣ мебошанд, зеро кори анҷомдодашуда барои интиқоли бор таҳти таъсири ин ду қувва на аз масир ё роҳи тайшуда, балки танҳо аз мавқеъҳои ибтидоӣ ва ниҳоии бор вобаста аст.
Қувва қувваи консервативӣ аст, агар коре, ки он бар рӯи объект анҷом медиҳад...
(1) танҳо аз ҳолати ибтидоӣ ва ҳолати ниҳоӣ вобаста аст
(2) бо тағйирёбии энергияи потенсиалии объект якхела аст
(3) аз шакли траекторияи ҳаракат вобаста нест
(4) аз тағйироти энергияи потенсиалӣ вобаста нест
Пембахасан
Қувва қувваи консервативӣ аст, агар коре, ки бар рӯи объект анҷом медиҳад, ҳамон қадар бошад.
(1) танҳо аз ҳолати ибтидоӣ ва ҳолати ниҳоӣ вобаста аст
(3) аз шакли траекторияи ҳаракат вобаста нест
