4.3. Консервативные силы. Условие потенциальности силового поля кратко

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про консервативные силы, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое консервативные силы, условие потенциальности силового поля , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Физические основы механики.

В физике консервативные силы (потенциальные силы) — это силы, работа которых не зависит от вида траектории, точки приложения этих сил и закона их движения, и определяется только начальным и конечным положением этой точки . Равносильным определением является и следующее: консервативные силы — это такие силы, работа которых по любой замкнутой траектории равна 0.

Силу , действующую на материальную точку, называют консервативной или потенциальной, если работа , совершаемая этой силой при перемещении этой точки из произвольного положения 1 в другое 2, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло:

Изменение направления движения точки вдоль траектории на противоположное вызывает изменение знака консервативной силы, так как величина меняет знак. Поэтому при перемещении материальной точки вдоль замкнутой траектории , например , работа консервативной силы равна нулю.

Примером консервативных сил могут служить силы всемирного тяготения, силы упругости, силы электростатического взаимодействия заряженных тел. Поле, работа сил которого по перемещению материальной точки вдоль произвольной замкнутой траектории равна нулю, называется потенциальным.

В теоретической физике выделяют только четыре типа сил, каждая из которых является консервативной (см. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Фундаментальные взаимодействия). В школьной программе по физике силы разделяют на консервативные и неконсервативные. Примерами консервативных сил являются: сила тяжести, сила упругости, сила кулоновского (электростатического) взаимодействия. Примером неконсервативной силы является сила трения.

Некоторые авторы консервативными силами считают механические силы, работа которых по любой замкнутой траектории равна нулю и зависящие только от координат . Если механические силы зависят не только от координат, но и скоростей и направлены всегда перпендикулярно скорости, то они называются гироскопическими силами .

Если в системе действуют только консервативные силы, то механическая энергия системы сохраняется.

Для консервативных сил выполняются следующие равенства:

— работа, производимая консервативной силой, определяется только начальным и конечным положениями точки ее приложения и не зависит от выбора траектории, по которой перемещается тело;

— работа консервативных сил по произвольному замкнутому контуру равна 0;

— ротор консервативных сил равен 0;

— консервативная сила является градиентом некой скалярной функции , называемой силовой. Эта функция равна потенциальной энергии взятой с обратным знаком. Соответственно, и связаны соотношением

Таким образом, консервативная сила всегда направлена в сторону уменьшения потенциальной энергии.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• Потенциальная энергия
• Гироскопические силы
• механическая сила
• механическая энергия
• механическая работа

Пожалуйста, пиши комментарии, если ты обнаружил что-то неправильное или если ты желаешь поделиться дополнительной информацией про консервативные силы Надеюсь, что теперь ты понял что такое консервативные силы, условие потенциальности силового поля и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Физические основы механики