Wir wissen, dass die von inneren konservativen Kräften geleistete Arbeit das Negative der Änderung der potentiellen Energie des Systems ist, die im konservativen Kraftfeld gespeichert ist. Aber gilt diese Logik noch, wenn es nicht-konservative Kräfte wie Reibung oder Widerstand gibt?
Entziehen sich die nichtkonservativen Kräfte nur dem kinetischen Energieanteil und beeinflussen die potentielle Energie in keiner Weise? Betrachten Sie als Beispiel ein System aus zwei Ladungen mit einer gewissen Masse, die in einem endlichen Abstand gehalten werden, und beide können sich frei über eine raue Oberfläche bewegen und losgelassen werden.
Nichtkonservative Kräfte verändern die mechanische Gesamtenergie des Systems, da
Allerdings sagt uns nichts davon, wie sich die kinetischen und potentiellen Energien ändern. Weitere Informationen sind erforderlich. Wenn beispielsweise eine Masse mit Reibung auf einer horizontalen Oberfläche gleitet, ändert die nicht konservative Arbeit nur die kinetische Energie, wenn sich die Masse verlangsamt. Wenn Sie die Masse jedoch so einstellen, dass sie mit Reibung und konstanter Geschwindigkeit eine Steigung hinunterrutscht, ändert sich nur die potentielle Energie. In jedem Fall haben wir die gleiche nichtkonservative Kraft, aber die Änderungen der kinetischen und potentiellen Energie sind unterschiedlich.
Natürlich könnte man argumentieren, dass im Neigungsfall die potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt wird, die dem System sofort durch Reibung entzogen wird, aber an diesem Punkt ist es nur eine unterschiedliche Interpretation, die zum gleichen Ergebnis führt.
Shrish Srivastava
Biophysiker