القوى المحافظة والقوى غير المحافظة Conservative and Nonconservative Forces

كما نعلم انه في حالة حركة جسم تحت تأثير قوة الجاذبية الأرضية فقط . فإن التغير في الطاقة الميكانيكية الكلية يساوي صفراً . إن معنى ذلك أن قوة الجاذبية الأرضية هي قوة محافظة . وذلك لأنه اذا كان الجسم صاعداً إلى أعلى فإن شغل قوى الجاذبية الأرضية يكون على حساب طاقة حركة الجسم . أما اذا كان الجسم هابطاً ، فإن شغل قوى الجاذبية الأرضية يستخدم لزيادة طاقة حركة الجسم . وبعبارة أخرى فإن الشغل الذي تبذله قوى الجاذبية الأرضية يحفظ تماماً .

وكمثال آخر على القوى المحافظة ، نقول أنه اذا تحركت شحنة في مجال كهربائي ، وكانت القوة الوحيدة المؤثرة فيها هي القوة الكهربائية ، فإن الزيادة في طاقة وضع الشحنة الكهربائية تكون على حساب النقص في طاقة حركة الشحنة ، ومجموع طاقة الوضع الكهربائية للشحنة وطاقتها الحركية يبقى ثابتا ، أي أن قوة المجال الكهربائي هي قوة محافظة .

كذلك الحال في القوى المرونية ؛ إذا أثرت في الجسم لوحدها ، فإنها تكون قوى محافظة ؛ فإذا تصورنا جسماً مثبتاً في نهاية نابض . وبدأ هذا الجسم يتذبذب ، فإنه اذا زادت طاقة الحركة تنقص طاقة وضعه ، والعكس صحيح .

مما سبق يتضح أن القوة المحافظة تتميز بما يأتي :

(1) الشغل الذي تبذله على الجسم يمكن استعادته كاملا .

(2) تبقى الطاقة الميكانيكية الكلية محفوظة .

(3) التغير في طاقة الوضع لا يعتمد على المسار ، وإنما يعتمد على الوضعين الابتدائي والنهائي للجسم .

هذا بالنسبة للقوى المحافظة : أما القوى غير المحافظة فشأنها يختلف ، إن قوة الاحتكاك هي قوة غير محافظة ، إذ أن الشغل الذي تبذله قوة الاحتكاك يعتمد على المسار ، فكلما زاد طول المسار زاد الشغل . والأنكى من ذلك ، أننا إذا أردنا إرجاع الجسم إلى نقطة البداية ، فإننا لا نستعيد الشغل الذي بذلته قوة الاحتكاك ، بل نحتاج إلى بذل شغل آخر . بعبارة أخرى ، الشغل الذي تبذله قوة الاحتكاك لا يستعاد . ومن هنا مجموع الطاقة الميكانيكية لا يبقى ثابتاً في حالة تأثير قوة الاحتكاك على الجسم ؛ وبذلك نقول إن قوة الاحتكاك قوة غير محافظة .

مواضيع ذات صلة

أنظمة لأكثر من جسيم واحد

كمية التحرك الزاوية والقوة المركزية

الحركة الدورانية

امثلة عن الاتزان الاستاتيكي للأجسام الممتدة

الاتزان الاستاتيكي للأجسام الممتدة

تعريف العزم

تذبذبات صغيرة لبندول

اعتبارات الطاقة في الحركة التوافقية البسيطة

الحل الهندسي للمعادلة التفاضلية للحركة التوافقية البسيطة، دائرة المرجع

الحل باستخدام حساب التفاضل والتكامل

قانون هوك والمعادلة التفاضلية للحركة التوافقية البسيطة

القدرة ووحدات الشغل