什么是守恒定律机械能

机械能的势能和动能的系统中的总和. 机械能守恒原理指出，总机械能在一个系统中 (即, 潜在的加动能的总和) 保持不变，只要起作用的唯一力量是保守势力. 我们可以使用一个循环定义和说，一个保守势力的力量不改变总机械能, 这是真的, 但可能意味着什么流下多少光.

机械能守恒

一个好方法，想保守势力的是考虑在往返会发生什么. 如果动能往返后的相同, 力是保守力, 或者至少充当保守势力. 考虑重力; 你扔球直线上升, 它让你的手有一定的动能. 在其路径的顶部, 它没有动能, 但它有一个势能等于动能，当它离开你的手，它有. 当你抓住它再次将具有相同的动能，因为它有它的时候离开你的手. 所有沿路径, 动能和势能的总和是一个常数, 并在最后的动能, 当球又回到了起点, 是一样的，在开始时的动能, 所以重力是一个保守的力量.

动摩擦, 另一方面, 是一个非保守力, 因为它的作用是减少系统中的机械能. 请注意，非保守势力并不总是减少机械能; 非保守势力改变了机械能, 以便增加总的机械能的力, 喜欢由电机或发动机提供的力, 也是非保守力.

一个例子

考虑一个人乘雪撬滑下 100 米长的山上的30°倾斜. 质量是 20 公斤, 和这个人有一个速度 2 米/秒下山时，他们在顶部. 有多快的人在山脚下旅行? 我们所担心的是动能和重力势能; 当我们在顶部加入这些上升和底部，他们应该是相同的, 因为机械能守恒正在.

在顶部: PE = MGH = (20) (9.8) (100sin30°) = 9800 Ĵ
的= 1/2 MV² = 1/2 (20) (2)² = 40 Ĵ
在顶部总机械能= 9800 + 40 = 9840 Ĵ

在底部: PE = 0 的= 1/2 MV²
在底部=总机械能 1/2 MV²

如果我们节约机械能, 然后在顶部的机械能必须等于我们所拥有的底部. 这使:

1/2 MV² = 9840, 所以V = 31.3 女士.

修改的例子

现在，让我们担心的摩擦这个问题. 比方说，, 因为摩擦, 在山的底部的速度是 10 女士. 多少工作是由摩擦做, 什么是摩擦系数?

滑板在斜坡比在顶部的底部具有较少的机械能量，因为一些能量损失于摩擦 (的能量转换成热, 换一种说法). 现在, 在顶部加上摩擦所做的工作能在底部等于能量.

能源顶部= 9840 Ĵ

能源底部= 1/2 MV² = 1000 Ĵ

因此, 9840 + 通过摩擦=所做的工作 1000, 所以摩擦力做 -8840 工作j的价值雪橇. 负号是有道理的，因为摩擦力被引导相反滑板正在移动的方式.

有多大的摩擦力? 在这种情况下的工作是乘以距离的力的负行进下坡, 这是 100 米. 摩擦力必须 88.4 ñ.

为了计算的摩擦系数, 需要自由体图.

在y方向上, 没有加速, 所以:

动摩擦系数是摩擦力由所述法向力除以, 所以它等于 88.4 / 169.7 = 0.52.