保守派と非保守派

はじめに

閉じた系、つまり周囲から隔離された系のエネルギー保存の法則から、系の総エネルギーは常に保存されることがわかっています。」保存力はエネルギー保存則に従います。保守的な勢力と非保守的な勢力は、2 種類の勢力です。

非保守的な力は、行われる仕事が身体の特定の経路に依存する力です。

保守勢力

保守的な力とは、粒子をある点から別の点に移動する際に行われる仕事が、パスではなく開始位置と終了位置に依存する力です。保存力はエネルギー保存則に従います。位置エネルギーと運動エネルギーの合計は、パス全体で変化しません。保存力によって閉じた経路の周りでなされる総仕事はゼロです。

保守的な力と位置エネルギー

力は行われた仕事に責任があり、重量などのいくつかの力は特別です。ばねの復元力のように、保存力の効果は、移動中に移動した距離に応じて作用するのではなく、開始点と終了点で作用します。重力の位置エネルギー (PE) を定義したので、他の保守的な力についても同じことができます。たとえば、おもちゃやゼンマイ時計の鍵を回すと、ぜんまいに逆らって働き、バネにエネルギーが蓄えられます。 （ばねには摩擦力がなく、ばねは熱エネルギーを発生しないと仮定します。）ばねに蓄えられたエネルギーは仕事として回収でき、位置エネルギーと呼ばれます。実はこの特徴は、春の性質が保守的であるためです。

粒子にかかる重力

粒子は mg に等しい大きさの重力を受けます。ここで、「g」は重力による加速度、「m」は物質の質量です。粒子が点 A から点 B に移動し、h がその垂直変位を表すとします。体が他の力の影響下で曲線を描いて地球に落下するとします。ただし、重力は物体がたどる曲線経路の影響を受けません。したがって、それは独立したエンティティと見なすことができます。体の垂直変位は重力に影響します。

完了した総作業量は

w=mgh

ここで、

W =体が行う仕事

m =体の質量

g =重力加速度

h=体の変位の変化

保守勢力の特徴

保守的な力によって行われる仕事は可逆的です。

保守勢力の例

保守勢力には多くの例があり、その一部をここに示します。

重力

質量を持つ宇宙の各物体は、重力と呼ばれる力で他の物体を引き付けます。そのため、重力は、質量を持つ 2 つの物体間の相互作用の研究です。

重力は中心力であり、ソース ボディの質量に対するテスト ボディの質量の位置に依存し、常に 2 つの質量の中心を結ぶ線に沿って作用します。

電気の力

電気力は、2 つの荷電物体間の反発力または引力として定義されます。

非保守勢力

非保守的な力の場合、行われる仕事は移動距離に依存します。たとえば、摩擦は非保存力です。力が機械エネルギーの変化を生成するとき、力は非保存力です。力学的エネルギーは、身体のポテンシャルと運動エネルギーの合計です。仕事が非保存力によって行われる場合、機械的エネルギーが追加または削除されます。摩擦は、作業が行われるときに熱エネルギーの形でエネルギー損失を引き起こします。

特徴 非保守的な力

非保存力には、保存力とほぼ正反対の特徴がたくさんあります。

結論

保守的な力とは、粒子をある点から別の点に移動する際に行われる仕事が、パスではなく開始位置と終了位置に依存する力です。

保存力はエネルギー保存則に従います。

保守的な力によって行われる総仕事は、

w=mgh

保守勢力には多くの例があり、その一部をここに示します。

非保存力は、行われた仕事または運動エネルギーが、速度や身体の特定の経路などの他の要因に依存する力です。