En un campo de fuerza conservador, la suma de KE y PE de una partícula permanece constante; ¿por qué?

Lanza una pelota al aire. Le ha proporcionado una velocidad inicial (¿de qué otra manera aumentará?) Y, por lo tanto, también le ha impartido energía cinética (KE) al principio. Observe la bola moverse hacia arriba.

A medida que la pelota se mueve hacia arriba, verá que la velocidad de la pelota se reduce, ya que la fuerza de la gravedad actúa contra ella. En Física, decimos que esta fuerza de gravedad está haciendo un trabajo negativo en la pelota.

La pelota ahora ha llegado a la cima, su velocidad es cero. Básicamente, la fuerza de gravedad ha hecho suficiente trabajo negativo para reducir la velocidad a cero y, por lo tanto, su KE también se ha convertido en cero. Digamos que este trabajo total realizado por gravedad en el viaje ascendente es W1 (sería un signo negativo, por ejemplo, -4J o -10J)

Pero lo que le sucedió al KE inicial. El KE de la pelota sigue reduciéndose a medida que sube, pero otra forma de energía sigue aumentando. Esta otra forma de energía es la energía potencial (PE). Por lo tanto, el PE al inicio es cero y sigue aumentando hasta que todo KE se haya convertido en PE cuando llegue a la cima del vuelo. La fuerza gravitacional que hizo un trabajo negativo en la pelota aumentó el PE de la pelota.

Ahora imagine el camino descendente de la pelota. Está listo para volver a la tierra porque tiene el PE almacenado. A medida que se mueve hacia abajo, la fuerza de la gravedad lo ayuda a aumentar su velocidad y, por lo tanto, la KE. Decimos que la fuerza de gravedad está haciendo un trabajo positivo en la pelota (digamos que es W2 y será positiva, como + 4J o + 10J, etc.). El KE sigue aumentando y el PE sigue reduciéndose, hasta que todo el PE se convierte en KE cuando la pelota toca el suelo.

Una fuerza se denominaría fuerza conservadora si cumple las siguientes condiciones:

  1. El sistema consta de 2 o más objetos. En este caso es bola y tierra
  2. La fuerza actúa entre estos 2 objetos.
  3. La fuerza funciona sobre el objeto cuando la configuración de los objetos cambia y transfiere energía entre KE y PE. Es W1 en este caso y el cambio en la configuración no es más que el cambio en la distancia entre la pelota y la tierra.
  4. Cuando se invierte la configuración, la fuerza invierte la transferencia de energía. En este caso, es el trabajo W2 durante el recorrido descendente de las bolas.
  5. Cuando W1 + W2 = 0, en una ruta de bucle cerrado, decimos que la fuerza en juego es una fuerza conservadora. De este modo se conserva la energía mecánica total (PE + KE) del sistema.

La fuerza gravitacional, el sistema de bloque de resorte, la fuerza magnética y la fuerza eléctrica son ejemplos de fuerzas conservadoras.

La fricción no es una fuerza conservadora ya que la fricción resulta en la disipación de energía en forma de calor que no puede recuperarse. Por lo tanto, no se almacena la energía potencial para su uso. Por lo tanto, una fuerza no conservadora no resultará en trabajo cero en un sistema de circuito cerrado

Mire este video de The Science Cube para completar su comprensión de las fuerzas conservadoras (y no conservadoras)

Enlace: Energía potencial de una partícula | Trabajo realizado por las fuerzas conservadoras # 8

Conservador como su propio nombre sugiere, significa que algo es consistente y que mi amigo es Energía Total, es decir, la suma de PE + KE en un sistema.

Concepto analítico: la energía total no se puede crear ni destruir, por lo que el total permanece constante y en situaciones ideales que generalmente tratamos en los libros, las energías se consideran dos formas, es decir, KE y PE, pero el hecho real es que la energía total se conserva no individuos.

Enfoque intuitivo: sabes cómo en la vida todos tenemos ese banco POTENCIAL de VOLUNTAD y KARMA. Verá que todos tienen la cantidad total igual, lo único que importa es cuánto puede convertir una forma a otra, por ejemplo, de ideas (PE) a implementación (KE), pensamiento (PE) a aspectos prácticos (KE), mientras que el TE total permanece constante, es solo cuestión de perspectiva cuán exitosamente le damos proporciones específicas a cada energía. Igual es el concepto con la física, es decir, a nadie le preocupa la energía total, todos estudiamos cuánto KE posee un objeto y también lo es su potencial.

¡Espero que esto ayude!

¡Salud!

Como el trabajo realizado es equivalente a ganar energía o perder energía
Y al mismo tiempo, el trabajo realizado es igual al producto de la fuerza sobre el cuerpo y al desplazamiento del cuerpo bajo la influencia de la fuerza.
Esto da fuerza como relación de energía y desplazamiento.
Esto también sugiere por qué la energía se disipa cuando el cuerpo se mueve y tan pronto como la energía es buena a cero, la fuerza también disminuye a cero

Esto significa que no hay otra fuerza que equilibre los efectos retardantes de la fuerza.
Por lo tanto, se dice que el sistema no es conservador. En dicho sistema también tiene lugar la transferencia de energía.
Cuando el efecto retardador de la fuerza se equilibra con la fuerza contraria de tal manera que la energía que está en el sistema simplemente cambia la forma pero no llega a cero, se dice que dicho sistema es conservador.
En mecánica, el sistema bajo la influencia de las fuerzas conservadoras conserva su energía. También en los campos conservadores, las partículas cargadas que están bajo la influencia de la fuerza conservadora solo exhiben cambios en la forma de energía, pero no se disipan en la energía.

Si no gana ni gasta dinero, su dinero en efectivo más su dinero en bancos permanece conservado.

Si no está gastando ni gastando energía, su energía cinética (debido a la motivación) más su energía potencial (debido al estado) permanece conservada.

Puede aumentar o disminuir su dinero ganando o gastando.

Puede aumentar o disminuir su energía al convertir algo de masa en energía o algo de energía en masa, de acuerdo con la teoría de la relatividad.

Esa es la definición de un campo de fuerza conservador: las energías permanecen constantes. OK, el KE puede cambiar, pero su cambio afecta al PE para que su suma sea la misma. (etc.)