Konservativ kuch va konservativ bo'lmagan kuch
1. Konservativ kuch
1.1 Og'irligi (w)
Dastlabki holatiga qarab pastga tushishdan oldin maksimal balandlikka yetguncha vertikal yuqoriga qarab harakatlanayotgan jismni kuzating. Vertikal yuqoriga h ga harakatlanayotganda, og'irlik siljishdan teskari yo'nalishda bo'ladi. Shunday qilib, og'irlik jism ustida manfiy ish bajaradi.
W = wh (cos 180 o ) = – wh = – mgh
Maksimal balandlikka yetgandan so'ng, jism boshlang'ich holatiga qarab h ga pastga siljiydi. Pastga harakatlanayotganda, og'irlik siljish bilan bir yo'nalishda bo'ladi. U siljish bilan bir yo'nalishda bo'lgani uchun, og'irlik musbat ish bajaradi.
W = wh (cos 0 o ) = wh = mgh
Jismning massasi (m), tortishish tezlanishi (g) va balandligi (h) bir xil, shuning uchun ish og'irlik bilan bajariladi, chunki jism vertikal yuqoriga qarab harakatlana boshlaydi va u dastlabki holatiga qaytguncha nolga teng bo'ladi.
W = mgh – mgh = 0
1.2 Bahor kuchi
Gorizontal holatda joylashtirilgan prujinani kuzating. Agar prujinaning o'ng uchi chapga surilsa yoki siqilgan bo'lsa, prujina o'ngga itarish kuchini qo'llaydi. Buni prujinani siqish orqali isbotlashingiz mumkin. Masalan, o'ng uchiga biror narsa qo'ying, so'ngra chapga biror narsa bosing. Prujina Δx ga og'gandan so'ng, qo'lingizni narsadan va prujinadan oling. Qo'l endi prujina bilan aloqa qilmaganda, prujina narsaning orqaga o'ngga itaradi.
Jism chapga harakatlanganda, uning harakat va siljish yo'nalishi prujina kuchining yo'nalishiga teskari bo'ladi. Yo'nalishlar bir-biriga qarama-qarshi bo'lgani uchun, prujina kuchi manfiy ish bajaradi.
W = – ½ k (Δx) 2
Jism o'ngga harakatlanganda, uning harakati va siljishi yo'nalishi prujina kuchi bilan bir xil bo'ladi. Yo'nalishlar bir xil bo'lgani uchun, prujina kuchi musbat ish bajaradi.
W = ½ k (Δx) 2
Ishlatilgan prujina bir xil, shuning uchun prujinaning doimiysi (k) bir xil. Prujina og'ishi (Δx) ham bir xil.
Shunday qilib, ish og'irlik bilan bajariladi, agar jism Δx ga chapga harakatlana boshlasa va keyin Δx nolga teng bo'lsa, o'ngga qaytib harakatlansa.
W = ½ k (Dx) 2 – ½ k (Dx) 2 = 0
Ish og'irlik va prujina kuchi bilan bajariladi, chunki jism dastlabki holatidan qaytgunga qadar harakatlana boshlaydi, nolga teng bo'ladi. Agar ish kuch tomonidan bajarilgan bo'lsa, chunki u dastlabki holatidan qaytgunga qadar harakatlana boshlaydi, nolga teng bo'ladi, kuch konservativ kuch deb ataladi. Shunday qilib, prujina kuchi va og'irlik konservativ kuchlarga misol bo'la oladi.
2. Konservativ bo'lmagan kuch
O'ngga itarib, keyin chapga qaytarilgan jismni kuzating. Jism o'ngga harakatlanayotganda yoki siljiganida, uning siljish yo'nalishi turtki kuchining yo'nalishi (F) bilan bir xil va kinetik ishqalanish kuchining yo'nalishiga (fk) teskari bo'ladi . Siqilish bilan bir xil yo'nalishda bo'lgani uchun, turtki kuchi jism ustida musbat ish bajaradi.
W = F s
Aksincha, kinetik ishqalanish kuchi ob'ekt ustida manfiy ish bajaradi.
W = – f k s
Jism dastlabki holatidan qaytgunga qadar harakatlana boshlaganda, unga ta'sir qiluvchi turtki kuchi va ishqalanish kuchi bilan bajarilgan ish quyidagicha bo'ladi:
W = 2 F s
W = -2 f k s
Jism dastlabki holatidan qaytgunga qadar harakatlana boshlaganligi sababli, ish turtki kuchi va kinetik ishqalanish kuchi tomonidan bajariladi, bu nolga teng emas. Agar jism dastlabki holatidan qaytgunga qadar kuch tomonidan bajarilgan ish nolga teng bo'lmasa, bu kuch konservativ bo'lmagan kuch deb ataladi. Shunday qilib, turtki kuchi va kinetik ishqalanish kuchi konservativ bo'lmagan kuchlarga misol bo'la oladi.
1. Konservativ kuch nima? Konservativ kuch - bu jismni ikki nuqta orasida harakatlantirishda bajarilgan ish bosib o'tilgan yo'lga bog'liq bo'lmagan kuchdir. Gravitatsiya va elektrostatik kuchlar konservativ kuchlarga misol bo'la oladi.
2. Konservativ kuch tomonidan bajarilgan ish potensial energiya bilan qanday bog'liq? Konservativ kuch tomonidan A nuqtadan B nuqtaga harakatlanayotgan jismga bajarilgan ish, bu ikki nuqta orasidagi potensial energiyaning manfiy o'zgarishiga (∆U) teng: Bu shuni anglatadiki, agar jism potensial energiya olsa, konservativ kuch tomonidan bajarilgan ish manfiy bo'ladi va aksincha.
3. Nokonservativ kuch nima? Nokonservativ kuch - bu jismni ikki nuqta orasida harakatlantirishda bajarilgan ish bosib o'tilgan yo'lga bog'liq bo'lgan kuchdir. Ishqalanish va havo qarshiligi nokonservativ kuchlarning odatiy misollaridir.
4. Konservativ bo'lmagan kuch tizimning mexanik energiyasiga qanday ta'sir qiladi? Konservativ bo'lmagan kuch tizimning umumiy mexanik energiyasini (kinetik va potensial energiyalar yig'indisi) o'zgartirishi mumkin. Buning sababi, konservativ bo'lmagan kuch tomonidan bajarilgan ish potensial energiya sifatida saqlanmaydi, balki odatda issiqlik kabi boshqa energiya turlariga aylanadi.
5. Yopiq halqa yo'lidan foydalanib, kuchning konservativ yoki konservativ emasligini qanday aniqlash mumkin? Konservativ kuch uchun, jism to'liq yopiq halqa yo'lini bosib o'tgandan keyin uning ustida bajarilgan umumiy ish nolga teng. Agar yopiq halqa bo'ylab bajarilgan umumiy ish nolga teng bo'lmasa, kuch konservativ emas.
6. Kuch maydonining egri chizig'i kuchning konservativ ekanligini aniqlashda qanday rol o'ynaydi? Agar kuch maydonining egri chizig'i fazoda hamma joyda nolga teng bo'lsa, kuch konservativ hisoblanadi. Agar egri chiziq nolga teng bo'lmasa, unda kuch konservativ emas.
7. Gravitatsion potensial energiya konservativ kuchlar bilan qanday bog'liq? Gravitatsion potensial energiya tortishish kuchining konservativ tabiati tufayli yuzaga keladi. Gravitatsion maydonda balandlikning oshishi tortishish potensial energiyasining oshishiga olib keladi, tortishish kuchi tomonidan bajarilgan ish esa manfiy bo'lib, bu jism Yerga yaqinlashganda potensial energiyaning pasayishini anglatadi.
8. Nima uchun ishqalanish boshqa konservativ kuchlar kabi bog'liq potensial energiyaga ega emas? Ishqalanish konservativ bo'lmagan kuchdir; shuning uchun ishqalanish orqali bajarilgan ish potensial energiya sifatida saqlanmaydi. Buning o'rniga, u ko'pincha issiqlik kabi boshqa shakllarga aylanadi va mexanik energiya sifatida to'liq tiklanishi mumkin emas.
9. Jism qiyalik tekislikdan pastga sirg'alib tushadigan vaziyatda konservativ va konservativ bo'lmagan kuchlar qanday rol o'ynaydi? Jism qiyalik tekislikdan pastga sirg'alib tushganda, tortishish kuchi, konservativ kuch, jismga ta'sir qiladi va uning potensial energiyasini kinetik energiyaga aylantiradi. Agar jism va qiyalik tekislik o'rtasida ishqalanish (konservativ bo'lmagan kuch) mavjud bo'lsa, u harakatga qarshilik ko'rsatadi va jismning kinetik energiyasini kamaytiradi, uning bir qismini issiqlikka aylantiradi.
10. Konservativ bo'lmagan kuchlar ta'sir qilgan taqdirda ham tizimning umumiy energiyasi saqlanib qolishi mumkinmi? Ha, tizimning umumiy energiyasi (mexanik, issiqlik va boshqalar kabi barcha energiya turlarini o'z ichiga olgan holda) energiyaning saqlanish qonuniga muvofiq saqlanib qoladi. Biroq, konservativ bo'lmagan kuchlar ta'sir qilganda, mexanik energiya (kinetik va potensial energiyalar yig'indisi) saqlanib qolmasligi mumkin, chunki uning bir qismi issiqlik yoki tovush kabi boshqa energiya turlariga aylanadi.
