Når kun luftmodstand fungerer på en objektmekanisk energi, konserveres?

Her er sammenbruddet:

* mekanisk energi er summen af ​​et objekts potentielle energi (på grund af dets position) og kinetisk energi (på grund af dens bevægelse).

* luftmodstand (træk) er en styrke, der er imod et objekts bevægelse gennem luften. Det er forårsaget af friktion mellem objektet og luftmolekylerne.

Nøglen er denne: Luftbestandighed er en ikke-konservativ kraft. Dette betyder, at det fungerer på objektet og konverterer noget af dets mekaniske energi til varmen.

Her er hvorfor:

* Arbejdsenergi-sætning: Dette sætning siger, at det arbejde, der udføres på et objekt, er lig med ændringen i dets kinetiske energi. Da luftmodstand udfører negativt arbejde (det er imod bevægelse), reducerer det objektets kinetiske energi.

* Varmeproduktion: Friktionen forårsaget af luftmodstand genererer varme. Denne varme er en form for energi, der går tabt fra systemet, hvilket betyder, at det ikke længere er en del af objektets mekaniske energi.

Så for at besvare dit spørgsmål direkte:

Nej, mekanisk energi er * ikke * konserveret, når kun luftmodstand fungerer på et objekt. Luftmodstand forårsager et tab af mekanisk energi på grund af omdannelsen af ​​noget af denne energi til varme.

Eksempel:

Forestil dig en bold kastet lige op i luften.

* Oprindeligt har bolden potentiel energi (på grund af dens højde) og kinetisk energi (på grund af dens opadgående bevægelse).

* Når det stiger, bremser luftmodstand det ned, hvilket reducerer dens kinetiske energi.

* På toppen af ​​sin bane har bolden øjeblikkeligt nul kinetisk energi, men har stadig potentiel energi.

* Når det falder, fortsætter luftmodstanden med at handle, hvilket reducerer sin kinetiske energi yderligere.

* På det tidspunkt, det rammer jorden, vil den have mistet noget af sin oprindelige mekaniske energi på grund af luftmodstand.

Vigtig note: Hvis luftmodstand er ubetydelig, ville mekanisk energi * blive konserveret, da den eneste kraftvirkning ville være tyngdekraft, hvilket er en konservativ kraft.