1. Phong cách bảo thủ
Nếu công do một lực thực hiện khi một vật bắt đầu chuyển động từ vị trí ban đầu cho đến khi vật quay trở lại vị trí ban đầu bằng không, thì lực đó được gọi là lực bảo toàn.
Dưới đây là một số ví dụ về phong cách bảo thủ.
1.1. Trọng lực
Xét một vật chuyển động thẳng đứng lên trên cho đến khi đạt độ cao tối đa, sau đó chuyển động xuống dưới trở lại vị trí ban đầu. Khi vật chuyển động thẳng đứng lên trên một khoảng cách h, lực hấp dẫn có hướng ngược lại với độ dịch chuyển của vật. Vì có hướng ngược lại với độ dịch chuyển của vật, nên lực hấp dẫn thực hiện công âm lên vật.
W = wh cos (180o) = – wh = – mgh
Sau khi đạt đến độ cao tối đa, vật thể chuyển động xuống dưới về phía vị trí ban đầu một khoảng cách h. Khi chuyển động xuống dưới, lực hấp dẫn cùng hướng với độ dịch chuyển của vật thể. Vì cùng hướng với độ dịch chuyển, lực hấp dẫn thực hiện công dương.
W = wh cos (0o) = – wh = – mgh
Khối lượng của vật (m), gia tốc trọng trường (g) và độ cao (h) là như nhau, do đó công do lực hấp dẫn thực hiện khi vật bắt đầu chuyển động thẳng đứng lên trên cho đến khi trở lại vị trí ban đầu bằng không.
W = mgh – mgh
W = 0
1.2. Lực lò xo
Hãy xem xét một lò xo được đặt nằm ngang. Nếu đầu bên phải của lò xo bị đẩy hoặc nén sang trái, lò xo cũng tác dụng một lực sang phải. Bạn có thể chứng minh điều này bằng cách nén lò xo. Ví dụ, đặt một vật lên đầu bên phải của lò xo và sau đó đẩy vật đó sang trái. Sau khi lò xo bị biến dạng, hãy bỏ tay ra khỏi vật và lò xo. Khi tay bạn không còn chạm vào lò xo nữa, vật đó đang đẩy vật sang phải. Khi vật di chuyển sang trái, hướng chuyển động của vật ngược với hướng của lực lò xo. Vì các lực có hướng ngược nhau, nên lực lò xo thực hiện công âm.
W = – ½ kx2
Khi một vật chuyển động sang phải, hướng chuyển động hay độ dịch chuyển của vật trùng với hướng của lực lò xo. Vì chúng cùng hướng nên lực lò xo thực hiện công dương.
W = ½ kx2
Các lò xo được sử dụng là giống nhau, do đó hằng số lò xo (k) là như nhau. Độ dịch chuyển của lò xo cũng như nhau. Vì vậy, công do trọng lực thực hiện khi vật bắt đầu chuyển động sang trái một khoảng cách x và sau đó quay trở lại bên phải một khoảng cách x bằng không.
W = ½ kx2 – ½ kx2
Công do lực hấp dẫn và lực đàn hồi thực hiện trong quá trình chuyển động của một vật từ vị trí ban đầu cho đến khi nó trở lại vị trí ban đầu là bằng không. Nếu công do một lực thực hiện khi một vật bắt đầu chuyển động từ vị trí ban đầu cho đến khi nó trở lại vị trí ban đầu là bằng không, thì lực đó được gọi là lực bảo toàn.
2. Phong cách phi truyền thống
Nếu công do một lực thực hiện khi một vật bắt đầu chuyển động từ vị trí ban đầu cho đến khi nó quay trở lại vị trí ban đầu không bằng không, thì lực đó được gọi là lực không bảo toàn.
Dưới đây là một số ví dụ về kiểu thẻ bảo thủ.
2.1 Lực đẩy và lực ma sát động
Hãy xem xét một vật thể được đẩy sang phải rồi lại được đẩy sang trái. Khi nó di chuyển hoặc dịch chuyển sang phải, hướng dịch chuyển của vật thể cùng hướng với lực đẩy (F) và ngược hướng với lực ma sát động (f).kVì lực đẩy cùng hướng với sự dịch chuyển, nên nó thực hiện công dương lên vật.
W = F s
Mặt khác, ma sát động thực hiện công âm lên một vật.
W = – fk s
Khi một vật di chuyển hoặc dịch chuyển sang trái, hướng dịch chuyển của vật cùng hướng với hướng của lực đẩy và ngược hướng với hướng của lực ma sát động. Vì cùng hướng với hướng dịch chuyển, lực đẩy thực hiện công dương lên vật.
W = F s
Mặt khác, ma sát động thực hiện công âm lên một vật.
W = – fk s
Công do lực đẩy và lực ma sát động thực hiện lên một vật khi vật bắt đầu chuyển động từ vị trí ban đầu cho đến khi quay trở lại vị trí ban đầu là W = 2 F s và W = -2 fk s
Công do lực đẩy và lực ma sát động thực hiện trong quá trình vật bắt đầu chuyển động từ vị trí ban đầu cho đến khi vật quay trở lại vị trí ban đầu là không bằng không.
Nếu công do một lực thực hiện khi một vật bắt đầu chuyển động từ vị trí ban đầu cho đến khi nó quay trở lại vị trí ban đầu không bằng không, thì lực đó được gọi là lực không bảo toàn.
