نیروی پایستار

یک نیروی پایستار[ ۱] نیرویی است که کار انجام شده توسط آن بین دو نقطه، مستقل از مسیر حرکت ذره است. [ ۲] به طور هم ارز ، یک ذره در یک حلقه بسته کار خالصی ( مجموع نیروها در طول مسیر ضرب در جابه جایی ) توسط یک نیروی پایستار انجام نمی دهد. [ ۳] نیروی گرانشی یک مثال از یک نیروی پایستار است در حالی که نیروی اصطکاک به عنوان مثالی از یک نیروی غیرپایستار شناخته می شود.
کار با انرژی انجام می شود و برخی از نیروها ویژگی های مشخصی دارند. یک نیروی پایستار، مانند نیروهای گرانشی که برای کار انجام شده توسط یا علیه آن تنها بستگی به نقاط شروع و پایان حرکت دارد و به مسیر طی شده بستگی ندارد. می توان برای هر نیروی پایستار انرژی پتانسیل تعریف کرد همان طور که برای نیروی گراش اینکار را انجام دادیم. برای مثال هنگامی که یک اسباب بازی، یک تایمر تخم مرغ یا یک ساعت قدیمی را خراب کنید، کاری برخلاف فنرهای ان انجان داده و در آن انرژی ذخیره می کنید. ( فنرها ایده آل در نظر گرفته شده اند و فرض می شود که در آن ها اصطکاک و انرژی حرارتی وجود ندارد ) . این انرژی ذخیره شده قابل بازیابی به عنوان کار می باشد و خوب است که به عنوان انرژی پتانسیل موجود در فنر در نظر گرفته شود. در واقع دلیل اینکه فنر این مشخصه را دارا می باشد این است که نیروی آن پایستار می باشد. به این معنی که نیروی پایستار به انرژی پتانسیل یا ذخیره شده منتج می گردد. انرژی پتانسیل گرانشی یک نمونه است همان طور که انرژی در فنر ذخیره می شود. همچنین مشاهده می کنیم که چگونه نیروی پایستار به انرژی پایستار مربوط می باشد.
انرژی پتانسیل و نیروهای پایستار
انرژی پتانسیل، انرژی است که یک سیستم بسته به موقعیت، شکل یا پیکربندی دارد. انرژی ذخیره شده است که کاملاً قابل بازیابی باشد.
نیروی پایستار برای کارهایی که توسط یا علیه آن انجام شده تنها به نقاط ابتدایی و انتهایی حرکت بستگی دارد و به مسیر بستگی ندارد.
می توان انرژی پتانسیل را برای هر نیروی پایستاری تعریف کرد. کاری که بر علیه نیروی پایستار برای رسیدن به پیکربندی نهایی انجام می شود بستگی به پیکربندی دارد نه به روشی که انجام می شود و انرژی پتانسیل اضافه می شود.
انرژی پتانسیل یک فنر
ابتدا، یک اصطلاح برای انرژی پتانسیل در فنر تعیین کنیم ( PEs ) . کار لازم برای کشیدن یا فشردن فنر که از قانون هوک پیروی می کند در اینجا محاسبه می شود. ( قانون هوک در الاستیسیته مورد بررسی قرار می گیرد: تنش و کرنش و حالت هایی که مقدار نیروی F در فنر و در نتیجه تغییرشکل ΔL که متناسب است نشان می دهد. ΔL F=K ) . ( به شکل یک مراجعه شود )