الفيزياء · المسرد

ما معنى قوة محافظة؛ طاقة كامنة؟

تعريف 13.5 الفيزياء الجامعية — السنة الأولى · الفصل 13 — الشغل والطاقة والطاقة الكامنة

تكون قوة محافظة إذا لم يتوقف شغلها بين نقطتين على المسار المتّبع. وبالتكافؤ، توجد دالة في الموضع، هي الطاقة الكامنة EpE_p، تحقق

WAB=Ep(A)Ep(B)=ΔEp,δW= ⁣dEp,W_{A\to B} = E_p(A) - E_p(B) = -\Delta E_p , \qquad \delta W = -\dd E_p ,

مع تعريف EpE_p إلى غاية ثابت جمعي (أي باختيار مبدأ).

أمثلة

مثال 13.11 (طاقة تضيع في الاحتكاك)

ينزلق جسم على منحدر زاويته α\alpha وارتفاعه hh مع احتكاك حركي μd\mu_d: فيكون Wغير المحافظة=μdmgcosα×h/sinα=μdmghcotαW_{\text{غير المحافظة}} = -\mu_dmg\cos\alpha \times h/\sin\alpha = -\mu_dmgh\cot\alpha، ومنه 12mv2=mgh(1μdcotα)\tfrac12 mv^2 = mgh(1 - \mu_d\cot\alpha). ومن أجل h=2.0mh = 2.0\,\mathrm{m} و α=30\alpha = 30^\circ و μd=0.20\mu_d = 0.20 يكون v=5.1m/sv = 5.1\,\mathrm{m}/\mathrm{s} بدلًا من 6.3m/s6.3\,\mathrm{m}/\mathrm{s}؛ أي إن ثلث الطاقة الكامنة صار حرارة.

اقرأ في الفصل ←