Поле сил. Консервативные силы и потенциальная энергия

Если тело поставлено в такие условия, что в каждой точке пространства оно подвержено воздействию других тел с силой, закономерно изменяющейся от точки к точке, говорят, что это тело находится в поле сил. Так, например, тело вблизи поверхности Земли, находится в поле сил тяжести – в каждой точке пространства на него действует сила тяжести , направленная по вертикали вниз.

Поле центральных сил характерно тем, что направление силы, действующей в любой точке пространства, проходит через некоторый центр, а величина силы зависит только от расстояния до этого центра. Поле сил тяжести является частным случаем центрального поля сил.

Приведенный пример характерен тем, что силы, действующие на тело, зависят только от положения тела по отношению к другим действующим на него телам и не зависит от скорости тела.

Сила, работа которой не зависит от формы и длины пути (от траектории точки приложения силы), называется консервативной силой. Математически условие консервативности силы выражается в виде:

.

циркуляция консервативной силы по любому замкнутому контуру равна нулю.

Из определения консервативной силы следует:

работу консервативной силы можно представить как убыль некоторой скалярной функции , зависящей только от положения тела (частицы), которая называется потенциальной энергией:

Последняя формула – определение потенциальной энергии:

Потенциальная энергия определена с точностью до произвольной


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: