Hvornår konserveres den samlede mekaniske energi?

Her er en sammenbrud:

* Mekanisk energi: Dette er summen af ​​potentiel energi (lagret energi på grund af position eller konfiguration) og kinetisk energi (bevægelsesenergi).

* Konservativ kraft: En kraft, der ikke afhænger af den sti, der er taget af et objekt, kun af dens oprindelige og endelige positioner. Eksempler inkluderer:

* tyngdekraft: Arbejdet udført af tyngdekraften er uafhængig af den sti, der er taget.

* Elastiske kræfter: Kraften, der udøves af en strakt eller komprimeret fjeder, afhænger kun af dens forskydning fra dens ligevægtsposition.

* Ikke-konservativ kraft: En kraft, der afhænger af stien, der er taget af et objekt. Disse kræfter spreder energi som varme, lyd eller andre former for energi. Eksempler inkluderer:

* Friktion: Arbejdet, der udføres af friktion, afhænger af den kørte afstand.

* Luftbestandighed: Arbejdet, der udføres med luftmodstand, afhænger af objektets hastighed og form.

Kort sagt:

* Hvis kun konservative kræfter virker på systemet, forbliver den samlede mekaniske energi konstant, selvom potentiel energi og kinetisk energi kan omdannes til hinanden.

* Hvis der ikke er konservative kræfter, er den samlede mekaniske energi ikke konserveret, og nogle af det vil gå tabt som varme, lyd osv.

Eksempler:

* en kugle kastet lodret opad: Forsømmer luftmodstand, fungerer kun tyngdekraften på bolden. Når bolden stiger, falder dens kinetiske energi, og dens potentielle energi øges, men den samlede mekaniske energi forbliver konstant.

* en pendul svingende: Hvis man antager ubetydelig friktion, er den eneste kraft, der virker på pendelen, tyngdekraften, som er konservativ. Pendulets samlede mekaniske energi (potentiale + kinetisk) forbliver konstant i hele sin sving.

* en bilbremsning: Friktion fra bremserne er en ikke-konservativ kraft. Som bilbremserne omdannes dens kinetiske energi til varme og lyd, og dens samlede mekaniske energi falder.

Vigtig note: I scenarier i den virkelige verden er det sjældent at finde et system med absolut ingen ikke-konservative kræfter. Men hvis disse kræfter er små nok, kan systemet tilnærmes til at have konserveret mekanisk energi.