Je napětí konzervativní silou: vyčerpávající vhled

V laně vzniká napětí lanka nebo struny, když je táhneme z obou konců opačným směrem. Zde budeme diskutovat o povaze napínací síly, je napětí konzervativní nebo nekonzervativní?

Napětí je nekonzervativní síla, ale není ve své podstatě disipativní, což znamená, že nedochází k žádné energetické ztrátě energie. Protože se jedná o nekonzervativní sílu, tažná síla s ní nemá spojenou žádnou potenciální energii, podobně je práce vykonaná napětím vždy nulová.

Napínací síla

Napětí je kontaktní sílaa přenáší se přes lano nebo lanko, kterým táhneme nebo držíme předmět, dále je to samonastavitelná síla, kterou si upravuje podle potřeby. Když je překročena mez napínací síly, lano se přetrhne na nulu. Napínací síla nemá žádný speciální vzorec vypočítat jeho velikost, takže pro výpočet napětí použijeme druhý Newtonův zákon v laně nebo kabelu.

Uvažujme, že hmota M visí ze střechy na neprodloužitelném provázku, pro výpočet napětí ve struně použijeme druhý Newtonův zákon. Blok je ve stabilním stavu, což znamená, že zrychlení bloku je nulové. Takže rovnice druhého Newtonova zákona bude,

Zde T- napětí ve struně

Toto je napětí ve struně způsobené hmotou M.

Nyní se podívejme, jaké jsou konzervativní a nekonzervativní síly,

Konzervativní síla -

Síla, která závisí na počátečním a konečném posunutí objektu a nezávisí na dráze pohybu, se nazývá konzervativní síla, například gravitační síla, elektrostatická síla atd. U konzervativní síly je vykonaná práce nezávislá na dráze a podobně i potenciální energii je spojen s konzervativními silami. Celkový energie pod konzervativní silou zůstává neměnný.

Nekonzervativní síla –

 Celková energie nezůstává konstantní pod vlivem nekonzervativních silových sil. U nekonzervativních sil závisí vykonaná práce na dráze, po které dochází k pohybu. Třecí síla, napětí, síla přes dřevěný blok, to jsou některé příklady nekonzervativní síly.

FAQs

Proč nekonzervativní síly nemají přidruženou potenciální energii?

Potenciál energie je uložena energie, kterou lze kdykoli znovu použít.

 Když systém vykoná nějakou práci proti síle, tato práce se uloží do systému ve formě změny tvaru, změny polohy nebo konfigurace. Nekonzervativní síly jsou veličiny závislé na dráze a nezávisí na počátečním a konečném stavu systému, to je důvod, proč potenciální energie není spojena s nekonzervativními silami.

Proč napětí není ve své podstatě rozptylující?

Disipativní síla znamená sílu, ve které se energie ztrácí.

Nekonzervativní síly jsou ve své podstatě disipativní, protože působením proti těmto silám se energie systému ztrácí, například při třecí síle se energie ztrácí ve formě tepla. Napětí je výjimkou, protože v napínací síle nedochází ke ztrátě jakékoli energie.

 Jsou konzervativní síly závislé na dráze nebo nezávislé na dráze pohybu?

Převážně konzervativní funkce jsou dráhově nezávislé, závisí na počáteční a konečné poloze systému.

Konzervativní síly jsou nezávislé na dráze systému. Většinou závisí na počáteční a konečné poloze systému.

Proč je práce vykonaná napětím vždy nulová?

Důvod nulové odvedené práce je následující:

Napětí působí proti směru pohybu, a protože směr síly a pohybu jsou opačné, nedochází k žádnému skutečnému posunutí, když aplikujeme napětí. Vykonaná práce je součin síly působící na systém a posunutí systému. Protože posun v důsledku tahu je nulový, práce vykonaná tahem je také nulová.

Také čtení:

• Gravitační síla 2
• Co zvyšuje sílu magnetického pole
• Příklady vnitřních sil
• Síly ve statické rovnováze
• Příklady elektrostatických sil
• Je statická elektřina kontaktní silou
• Je napětí kontaktní silou
• Vlastní frekvence a vynucené vibrace
• Záporná elektrostatická síla
• Síla na pohybující se náboj v elektrickém poli