Forcat konservatore janë forca, puna e të cilave nuk varet nga rruga e kalimit të një trupi ose sistemi nga pozicioni fillestar në atë përfundimtar. Veti karakteristike forca të tilla - puna në një trajektore të mbyllur është zero:

Forcat konservatore përfshijnë: gravitetin, forcën gravitacionale, forcën elastike dhe forca të tjera.

Forcat jo konservatore janë forca, puna e të cilave varet nga rruga e kalimit të një trupi ose sistemi nga pozicioni fillestar në atë përfundimtar. Puna e këtyre forcave në një trajektore të mbyllur është e ndryshme nga zero. Forcat jo konservatore përfshijnë: forcën e fërkimit, forcën tërheqëse dhe forcat e tjera.

Fusha e forcës është një hapësirë ​​fizike që plotëson kushtet në të cilat pikat e një sistemi mekanik të vendosur në këtë hapësirë ​​veprojnë nga forca që varen nga pozicioni i këtyre pikave ose nga pozicioni i pikave dhe kohës. Fushë force. forcat e të cilit nuk varen nga koha quhet stacionare. Një fushë force e palëvizshme quhet potencial nëse ekziston një funksion që varet në mënyrë unike nga koordinatat e pikave të sistemit, përmes të cilit projeksionet e forcës në boshtet koordinative në secilën pikë të fushës shprehen si më poshtë: X i = ∂υ/∂x i ; Y i =∂υ/∂y i ; Z i = ∂υ/∂z i.

Çdo pikë e fushës potenciale korrespondon, nga njëra anë, me një vlerë të caktuar të vektorit të forcës që vepron në trup, dhe, nga ana tjetër, me një vlerë të caktuar të energjisë potenciale. Prandaj, duhet të ketë një marrëdhënie të caktuar midis forcës dhe energjisë potenciale.

Për të vendosur këtë lidhje, le të llogarisim punën elementare të kryer nga forcat e fushës gjatë një zhvendosjeje të vogël të trupit që ndodh përgjatë një drejtimi të zgjedhur në mënyrë arbitrare në hapësirë, të cilin e shënojmë me shkronjën . Kjo punë është e barabartë me

ku është projeksioni i forcës në drejtim.

Meqenëse në këtë rast puna kryhet për shkak të rezervës së energjisë potenciale, është e barabartë me humbjen e energjisë potenciale në segmentin e boshtit:

Nga dy shprehjet e fundit marrim

Shprehja e fundit jep vlerën mesatare në interval. për të

për të marrë vlerën në pikën që duhet të shkoni në kufi:

Meqenëse mund të ndryshojë jo vetëm kur lëviz përgjatë boshtit, por edhe kur lëviz përgjatë drejtimeve të tjera, kufiri në këtë formulë përfaqëson të ashtuquajturin derivat të pjesshëm të në lidhje me:

Kjo marrëdhënie është e vlefshme për çdo drejtim në hapësirë, veçanërisht për drejtimet e boshteve të koordinatave karteziane x, y, z:

Kjo formulë përcakton projeksionin e vektorit të forcës në boshtet e koordinatave. Nëse dihen këto projeksione, vetë vektori i forcës rezulton të jetë i përcaktuar:

në vektorin e matematikës ,

ku a është një funksion skalar i x, y, z, i quajtur gradient i këtij skalari dhe shënohet me simbolin. Prandaj, forca është e barabartë me gradientin e energjisë potenciale të marrë me shenjën e kundërt

Një fushë force është një rajon i hapësirës në secilën pikë të së cilës një grimcë e vendosur aty vepron nga një forcë që ndryshon natyrshëm nga pika në pikë, për shembull, fusha e gravitetit të Tokës ose fusha e forcave të rezistencës në një lëng (gaz). rrjedhin. Nëse forca është në çdo pikë fushë force nuk varet nga koha, atëherë një fushë e tillë quhet stacionare. Është e qartë se një fushë force që është e palëvizshme në një sistem referimi mund të rezultojë të jetë jo-stacionare në një kornizë tjetër. Në një fushë force të palëvizshme, forca varet vetëm nga pozicioni i grimcës.

Puna që bëjnë forcat e fushës kur lëvizin një grimcë nga një pikë 1 pikërisht 2 , varet, në përgjithësi, nga rruga. Sidoqoftë, midis fushave të forcave të palëvizshme ka nga ato në të cilat kjo punë nuk varet nga rruga midis pikave 1 Dhe 2 . Kjo klasë fushash, duke pasur një sërë veçorish të rëndësishme, zë një vend të veçantë në mekanikë. Tani do të kalojmë në studimin e këtyre pronave.

Le ta shpjegojmë këtë duke përdorur shembullin e një force gjurmuese. Në Fig. 5.4 tregon trupin ABCD, në pikën RRETH cila forcë zbatohet , i lidhur pa ndryshim me trupin.

Le të lëvizim trupin nga pozicioni I për të pozicionuar II dy mënyra. Le të zgjedhim fillimisht një pikë si shtyllë RRETH(Fig. 5.4a)) dhe rrotullojeni trupin rreth polit me një kënd π/2 të kundërt me drejtimin e rrotullimit në drejtim të akrepave të orës. Trupi do të marrë një pozicion A"B"C"D". Tani le t'i japim trupit një lëvizje përkthimore në drejtim vertikal sipas sasisë OO". Trupi do të marrë një pozicion II (A"B"C"D"). Puna e bërë nga një forcë në lëvizjen e përsosur të një trupi nga një pozicion I për të pozicionuar II e barabartë me zero. Vektori i zhvendosjes së poleve përfaqësohet nga segmenti OO".

Në metodën e dytë, ne zgjedhim pikën si pol K oriz. 5.4b) dhe rrotullojeni trupin rreth polit me një kënd π/2 në të kundërt të akrepave të orës. Trupi do të marrë një pozicion A"B"C"D"(Fig. 5.4b). Tani le ta lëvizim trupin vertikalisht lart me vektorin e zhvendosjes së poleve KK", pas së cilës trupit i japim një lëvizje horizontale majtas për nga sasia K"K". Si rezultat, trupi do të marrë pozicionin II, njëjtë si në pozicion, Fig. 5.4 A)Figura 5.4. Sidoqoftë, tani vektori i lëvizjes së polit do të jetë i ndryshëm nga metoda e parë, dhe puna e forcës në metodën e dytë të lëvizjes së trupit nga pozicioni. I për të pozicionuar II e barabartë me A = F K "K", d.m.th., ndryshe nga zero.

Përkufizimi: një fushë force e palëvizshme në të cilën puna e forcës së fushës në rrugën ndërmjet dy pikave nuk varet nga forma e shtegut, por varet vetëm nga pozicioni i këtyre pikave, quhet potencial dhe vetë forcat janë konservatore.

Potenciali forca të tilla ( energji potenciale) është puna e bërë prej tyre për të lëvizur trupin nga pozicioni përfundimtar në atë fillestar dhe pozicioni fillestar mund të zgjidhet në mënyrë arbitrare. Kjo do të thotë që energjia potenciale përcaktohet brenda një konstante.

Nëse ky kusht nuk plotësohet, atëherë fusha e forcës nuk është potenciale, dhe forcat e fushës thirren jo konservatore.

Në sistemet reale mekanike ka gjithmonë forca, puna e të cilave gjatë lëvizjes aktuale të sistemit është negative (për shembull, forcat e fërkimit). Forca të tilla quhen shpërhapëse. Ata janë një lloj i veçantë i forcave jo konservatore.

Forcat konservatore kanë një numër karakteristikash të jashtëzakonshme, për të identifikuar të cilat ne prezantojmë konceptin e një fushe force. Hapësira quhet fushë force(ose një pjesë të saj), në të cilën një forcë e caktuar vepron në një pikë materiale të vendosur në secilën pikë të kësaj fushe.

Le të tregojmë se në një fushë potenciale, puna e forcave të fushës në çdo shteg të mbyllur është e barabartë me zero. Në të vërtetë, çdo shteg i mbyllur (Fig. 5.5) mund të ndahet në mënyrë arbitrare në dy pjesë, 1a2 Dhe 2b1. Meqenëse fusha është potenciale, atëherë, sipas kushtit, . Nga ana tjetër, është e qartë se. Kjo është arsyeja pse

Q.E.D.

Në të kundërt, nëse puna e forcave të fushës në ndonjë shteg të mbyllur është zero, atëherë puna e këtyre forcave në shtegun ndërmjet pikave arbitrare 1 Dhe 2 nuk varet nga forma e shtegut, pra fusha është potenciale. Për ta vërtetuar atë, le të marrim dy rrugë arbitrare 1a2 Dhe 1b2(shih Fig. 5.5). Le të bëjmë një rrugë të mbyllur prej tyre 1a2b1. Puna në këtë shteg të mbyllur është e barabartë me zero sipas kushtit, d.m.th. Nga këtu. Por, prandaj

Kështu, barazia e punës së forcave të fushës në zero në çdo shteg të mbyllur është një kusht i domosdoshëm dhe i mjaftueshëm për pavarësinë e veprës nga forma e shtegut dhe mund të konsiderohet një tipar dallues i çdo fushe potenciale forcash.

Fusha e forcave qendrore.Çdo fushë e forcës shkaktohet nga veprimi i trupave të caktuar. Forca që vepron mbi një grimcë A në një fushë të tillë është për shkak të bashkëveprimit të kësaj grimce me këto trupa. Forcat që varen vetëm nga distanca midis grimcave ndërvepruese dhe janë të drejtuara përgjatë një linje të drejtë që lidh këto grimca quhen qendrore. Një shembull i këtyre të fundit janë forcat gravitacionale, Kulombi dhe elastike.

Forca qendrore që vepron mbi një grimcë A nga ana e grimcave NË, mund të përfaqësohet në formën e përgjithshme:

Ku f(r) është një funksion nga i cili, për një natyrë të caktuar ndërveprimi, varet vetëm r- distancat ndërmjet grimcave; - vektor njësi që specifikon drejtimin e vektorit të rrezes së grimcës A në lidhje me grimcën NË(Fig. 5.6).

Le ta vërtetojmë këtë çdo fushë e palëvizshme e forcave qendrore është potencialisht.

Për ta bërë këtë, së pari le të shqyrtojmë punën e forcave qendrore në rastin kur fusha e forcës shkaktohet nga prania e një grimce të palëvizshme. NË. Puna elementare e forcës (5.8) në zhvendosje është . Meqenëse është projeksioni i vektorit në vektor, ose në vektorin përkatës të rrezes (Fig. 5.6), atëherë . Puna e kësaj force përgjatë një rruge arbitrare nga pika 1 drejt e në temë 2

Shprehja që rezulton varet vetëm nga lloji i funksionit f(r), d.m.th., mbi natyrën e ndërveprimit dhe mbi kuptimet r 1 Dhe r 2 distancat fillestare dhe përfundimtare ndërmjet grimcave A Dhe NË. Nuk varet në asnjë mënyrë nga forma e shtegut. Kjo do të thotë se kjo fushë force është potenciale.

Le të përgjithësojmë rezultatin e marrë në një fushë force të palëvizshme të shkaktuar nga prania e një grupi grimcash të palëvizshme që veprojnë në grimcë A me forca, secila prej të cilave është qendrore. Në këtë rast, puna e forcës që rezulton kur lëviz një grimcë A nga një pikë në tjetrën është e barabartë me shumën algjebrike të punës së bërë nga forcat individuale. Dhe meqenëse puna e secilës prej këtyre forcave nuk varet nga forma e shtegut, atëherë puna e forcës që rezulton gjithashtu nuk varet nga ajo.

Kështu, në të vërtetë, çdo fushë e palëvizshme e forcave qendrore është potenciale.

Energjia potenciale e një grimce. Fakti që puna e forcave potenciale të fushës varet vetëm nga pozicionet fillestare dhe përfundimtare të grimcave bën të mundur prezantimin e konceptit jashtëzakonisht të rëndësishëm të energjisë potenciale.

Le të imagjinojmë se lëvizim një grimcë në një fushë force potenciale nga pika të ndryshme P i në një pikë fikse RRETH. Meqenëse puna e forcave të fushës nuk varet nga forma e shtegut, ajo mbetet e varur vetëm nga pozicioni i pikës. R(në një pikë fikse RRETH). Kjo do të thotë se kjo punë do të jetë një funksion i vektorit të rrezes së pikës R. Pasi kemi shënuar këtë funksion, ne shkruajmë

Funksioni quhet energjia potenciale e një grimce në një fushë të caktuar.

Tani le të gjejmë punën e bërë nga forcat e fushës kur një grimcë lëviz nga një pikë 1 pikërisht 2 (Fig. 5.7). Meqenëse puna nuk varet nga shtegu, marrim shtegun duke kaluar nga pika 0. Më pas puna është në rrugë 1 02 mund të paraqitet në formë

ose duke marrë parasysh (5.9)

Shprehja në të djathtë është ulja* e energjisë potenciale, d.m.th., ndryshimi në vlerat e energjisë potenciale të një grimce në pikat fillestare dhe përfundimtare të rrugës.

_________________

* Ndryshimi i çdo vlere X mund të karakterizohet ose nga rritja ose zvogëlimi i tij. Rritja e vlerës X quhet diferenca e të fundmeve ( X 2) dhe fillestare ( X 1) vlerat e kësaj sasie:

rritje Δ X = X 2 - X 1.

Ulje në vlerë X quhet diferenca e fillimit të saj ( X 1) dhe përfundimtar ( X 2) vlerat:

rënie X 1 - X 2 = -Δ X,

dmth ulje e vlerës X e barabartë me shtimin e tij të marrë me shenjën e kundërt.

Rritja dhe zvogëlimi janë madhësi algjebrike: nëse X 2 > X 1, atëherë rritja është pozitive dhe ulja është negative, dhe anasjelltas.

Kështu, puna e fushës forcon rrugën 1 - 2 është e barabartë me uljen e energjisë potenciale të grimcës.

Natyrisht, një grimce e vendosur në pikën 0 të fushës mund t'i caktohet gjithmonë çdo vlerë e parazgjedhur e energjisë potenciale. Kjo korrespondon me faktin se duke matur punën, mund të përcaktohet vetëm diferenca në energjitë e mundshme në dy pika të fushës, por jo vlera e saj absolute. Megjithatë, pasi vlera është fiksuar

energjia potenciale në çdo pikë, vlerat e saj në të gjitha pikat e tjera të fushës përcaktohen në mënyrë unike nga formula (5.10).

Formula (5.10) bën të mundur gjetjen e një shprehjeje për çdo fushë force potenciale. Për ta bërë këtë, mjafton të llogaritet puna e bërë nga forcat e fushës në çdo shteg midis dy pikave dhe ta paraqesë atë në formën e një uljeje të një funksioni të caktuar, që është energjia potenciale.

Kjo është pikërisht ajo që është bërë kur llogaritet puna në fushat e forcave elastike dhe gravitacionale (Coulomb), si dhe në një fushë gravitacionale uniforme [shih. formulat (5.3) - (5.5)]. Nga këto formula është menjëherë e qartë se energjia potenciale e një grimce në këto fusha të forcës ka formën e mëposhtme:

1) në fushën e forcës elastike

2) në fushën e një mase pikë (ngarkesë)

3) në një fushë uniforme graviteti

Le të theksojmë edhe një herë atë energji potenciale Uështë një funksion që përcaktohet deri në shtimin e ndonjë konstante arbitrare. Sidoqoftë, kjo rrethanë është krejtësisht e parëndësishme, pasi të gjitha formulat përfshijnë vetëm ndryshimin në vlera U në dy pozicione grimcash. Prandaj, një konstante arbitrare, e njëjtë për të gjitha pikat e fushës, bie. Në këtë drejtim, zakonisht hiqet, gjë që është bërë në tre shprehjet e mëparshme.

Dhe një rrethanë më e rëndësishme që nuk duhet harruar. Energjia e mundshme, në mënyrë rigoroze, nuk duhet t'i atribuohet një grimce, por një sistemi grimcash dhe trupash që ndërveprojnë me njëri-tjetrin, duke shkaktuar një fushë force. Me këtë lloj ndërveprimi, energjia potenciale e bashkëveprimit të një grimce me këto trupa varet vetëm nga pozicioni i grimcës në raport me këta trupa.

Marrëdhënia midis energjisë potenciale dhe forcës. Sipas (5.10), puna e bërë nga forca potenciale e fushës është e barabartë me uljen e energjisë potenciale të grimcës, d.m.th. A 12 = U 1 - U 2 = - (U 2 - U 1). Për zhvendosjen elementare, shprehja e fundit ka formën dA = - dU, ose

F l dl= - dU. (5.14)

domethënë, projeksioni i forcës së fushës në një pikë të caktuar në drejtimin e lëvizjes është i barabartë, me shenjën e kundërt, me derivatin e pjesshëm të energjisë potenciale në një drejtim të caktuar.

, më pas duke përdorur formulën (5.16) kemi mundësinë të rivendosim fushën e forcave.

Vendndodhja gjeometrike e pikave në hapësirë ​​në të cilat energjia potenciale U ka të njëjtën vlerë dhe përcakton sipërfaqen ekuipotenciale. Është e qartë se çdo vlerë U korrespondon me sipërfaqen e vet ekuipotencial.

Nga formula (5.15) rezulton se projeksioni i vektorit në çdo drejtim tangjent me sipërfaqen ekuipotenciale në një pikë të caktuar është i barabartë me zero. Kjo do të thotë se vektori është normal me sipërfaqen ekuipotenciale në një pikë të caktuar. Përveç kësaj, shenja minus në (5.15) do të thotë se vektori është i drejtuar drejt zvogëlimit të energjisë potenciale. Kjo është ilustruar nga Fig. 5.8, në lidhje me rastin dydimensional; këtu është një sistem i ekuipotencialeve, dhe U 1 < U 2 < U 3 < … .

Fusha fizike- një formë e veçantë e materies që lidh grimcat e materies dhe transmeton (me një shpejtësi të kufizuar) ndikimin e disa trupave në të tjerët. Çdo lloj ndërveprimi në natyrë ka fushën e vet. Fushë forceështë një rajon i hapësirës në të cilin një trup material i vendosur aty veprohet nga një forcë që varet (në rastin e përgjithshëm) nga koordinatat dhe koha. Fusha e forcës quhet i palëvizshëm, nëse forcat që veprojnë në të nuk varen nga koha. Një fushë force, në çdo pikë të së cilës forca që vepron në një pikë të caktuar materiale ka të njëjtën vlerë (në madhësi dhe drejtim), është homogjene.

Mund të karakterizohet një fushë force linjat e energjisë. Në këtë rast, tangjentet ndaj vijave të fushës përcaktojnë drejtimin e forcës në këtë fushë, dhe dendësia e vijave të fushës është në përpjesëtim me madhësinë e forcës.

Oriz. 1.23.

Qendrore quhet forcë, vija e veprimit e së cilës në të gjitha pozicionet kalon nëpër një pikë të caktuar që quhet qendër e forcës (pika RRETH në Fig. 1.23).

Fusha në të cilën vepron forca qendrore është fusha e forcës qendrore. Madhësia e forcës F(r), duke vepruar në të njëjtin objekt material (pikë materiale, trup, ngarkesë elektrike etj.) në pika të ndryshme të një fushe të tillë, varet vetëm nga largësia r nga qendra e forcave, d.m.th.

(- vektor njësi në drejtim të vektorit G). Gjithë pushteti

Oriz. 1.24. Paraqitje skematike në sipërfaqe xOy fushë uniforme

vijat e një fushe të tillë kalojnë nëpër një pikë (pol) O; momenti i forcës qendrore në këtë rast në raport me polin është identikisht i barabartë me zero M0(F) = з 0. Në ato qendrore përfshihen fushat gravitacionale dhe Kulombo (dhe forcat, përkatësisht).

Figura 1.24 tregon një shembull të një fushe uniforme të forcës (projeksioni i saj i sheshtë): në secilën pikë të një fushe të tillë forca që vepron në të njëjtin trup është e njëjtë në madhësi dhe drejtim, d.m.th.

Oriz. 1.25. Paraqitja skematike në xOy fushë johomogjene

Figura 1.25 tregon një shembull të një fushe jo uniforme në të cilën F (X,

y, z) *? konst dhe

dhe nuk janë të barabartë me zero 1. Dendësia e vijave të fushës në zona të ndryshme të një fushe të tillë nuk është e njëjtë - në zonën në të djathtë fusha është më e fortë.

Të gjitha forcat në mekanikë mund të ndahen në dy grupe: forcat konservatore (që veprojnë në fusha potenciale) dhe jo-konservatore (ose disipative). Forcat thirren konservatore (ose potencial) nëse puna e këtyre forcave nuk varet as nga forma e trajektores së trupit në të cilin ato veprojnë, as nga gjatësia e shtegut në zonën e veprimit të tyre, por përcaktohet vetëm nga pozicionet fillestare dhe përfundimtare. të pikave të lëvizjes në hapësirë. Fusha e forcave konservatore quhet potencial(ose konservatore) fushë.

Le të tregojmë se puna e bërë nga forcat konservatore përgjatë një laku të mbyllur është zero. Për ta bërë këtë, ne e ndajmë trajektoren e mbyllur në mënyrë arbitrare në dy seksione a2 Dhe b2(Fig. 1.25). Meqenëse forcat janë konservatore, atëherë L 1a2 = A t. Ne anen tjeter A 1b2 = -A w. Pastaj A ish = A 1a2 + A w = = A a2 - A b2 = 0, që është ajo që duhej vërtetuar. E kundërta është gjithashtu e vërtetë

Oriz. 1.26.

pohim: nëse puna e forcave përgjatë një konture arbitrare të mbyllur φ është e barabartë me zero, atëherë forcat janë konservatore dhe fusha është potenciale. Ky kusht shkruhet si një integral konturor

Oriz. 1.27.

që do të thotë: në një fushë potenciale, qarkullimi i vektorit F përgjatë çdo konture të mbyllur L është i barabartë me zero.

Puna e forcave jo konservatore në rastin e përgjithshëm varet si nga forma e trajektores ashtu edhe nga gjatësia e shtegut. Shembuj të forcave jo konservatore janë forcat e fërkimit dhe rezistencës.

Le të tregojmë se të gjitha forcat qendrore i përkasin kategorisë së forcave konservatore. Në të vërtetë (Fig. 1.27), nëse forca F qendrore, atëherë mund të jetë

1 Treguar në Fig. 1.23 fusha e forcës qendrore është gjithashtu një fushë johomogjene.

vënë në formën Në këtë rast, puna elementare e forcës F

në një zhvendosje elementare d/ do të ketë ose

dA = F(r)dlcos а = F(r) dr (pasi rdl = rdl cos a, a d/ cos a = dr). Pastaj punoni

ku /(r) është funksioni antiderivativ.

Nga shprehja që rezulton del qartë se vepra Lart forcë qendrore F varet vetëm nga lloji i funksionit F(r) dhe distancat G ( dhe r 2 pika 1 dhe 2 nga qendra e forcës O dhe nuk varet nga gjatësia e rrugës nga 1 në 2, gjë që pasqyron natyrën konservatore të forcave qendrore.

Prova e mësipërme është e përgjithshme për çdo forcë dhe fushë qendrore, prandaj mbulon forcat e përmendura më lart - gravitacionale dhe Kulomb.

fushë force

një pjesë e hapësirës në secilën pikë të së cilës një forcë e një madhësie dhe drejtimi të caktuar vepron mbi një grimcë të vendosur aty, në varësi të koordinatave të kësaj pike, e ndonjëherë edhe në kohë. Në rastin e parë, fusha e forcës quhet e palëvizshme, dhe në të dytën - jo-stacionare.

Fushë force

një pjesë e hapësirës (e kufizuar ose e pakufizuar), në secilën pikë të së cilës një forcë e një madhësie dhe drejtimi të caktuar vepron mbi një grimcë materiale të vendosur atje, në varësi ose vetëm nga koordinatat x, y, z të kësaj pike ose nga koordinatat. x, y, z dhe koha t. Në rastin e parë, procesi i palëvizshëm quhet i palëvizshëm, dhe në rastin e dytë, ai quhet jostacionar. Nëse forca në të gjitha pikat e një shtegu linear ka të njëjtën vlerë, domethënë nuk varet nga koordinatat ose koha, atëherë lëvizja lineare quhet homogjene. Një hapësirë ​​në të cilën puna e forcave të fushës që veprojnë në një grimcë materiale që lëviz në të varet vetëm nga pozicioni fillestar dhe përfundimtar i grimcës dhe nuk varet nga lloji i trajektores së saj quhet potencial. Kjo punë mund të shprehet përmes energjisë potenciale të grimcës P (x, y, z) me barazinë A = P (x1, y1, z

≈ P (x2, y2, z

Ku x1, y1, z1 dhe x2, y2, z2 ≈ koordinatat e pozicioneve fillestare dhe përfundimtare të grimcës, përkatësisht. Kur një grimcë lëviz në një hapësirë ​​potenciale vetëm nën ndikimin e forcave të fushës, zbatohet ligji i ruajtjes së energjisë mekanike, i cili bën të mundur vendosjen e marrëdhënies midis shpejtësisë së grimcës dhe pozicionit të saj në fushë.

Shembuj të fushave potenciale gravitacionale: një fushë gravitacionale uniforme, për të cilën P = mgz, ku m ≈ masë e grimcave, g ≈ nxitimi gravitacional (boshti z është i drejtuar vertikalisht lart); Fusha gravitacionale e Njutonit, për të cilën P = ≈ fm/r, ku r ≈ largësia e grimcës nga qendra e gravitetit, f ≈ një konstante koeficienti për një fushë të caktuar.

Dallohen teknikisht:

• fushat e palëvizshme të forcës, madhësia dhe drejtimi i së cilës mund të varet vetëm nga një pikë në hapësirë ​​(koordinatat x, y, z), dhe
• fushat e forcës jo-stacionare, edhe në varësi të momentit të kohës t.

• fushë uniforme e forcës, për të cilën forca që vepron në grimcën e provës është e njëjtë në të gjitha pikat e hapësirës dhe

• fushë e forcës johomogjene, e cila nuk e ka këtë pronë.

Më e thjeshta për t'u studiuar është një fushë force homogjene e palëvizshme, por ajo gjithashtu përfaqëson rastin më pak të përgjithshëm.

Fushë force

Fusha e forcës është një term polisemantik i përdorur në kuptimet e mëposhtme:

• Fushë force- fusha vektoriale e forcave në fizikë;
• Fushë force- një lloj pengese e padukshme, funksioni kryesor i së cilës është mbrojtja e një zone ose objektivi të caktuar nga depërtimet e jashtme ose të brendshme.

Fusha e forcës (fantazi)

Fushë force ose mburojë e fuqisë ose mburojë mbrojtëse- një term i përhapur në letërsinë fantazi dhe fantashkencë, si dhe në letërsinë e zhanrit të fantazisë, që tregon një pengesë të padukshme, funksioni kryesor i së cilës është mbrojtja e një zone ose qëllimi nga depërtimet e jashtme ose të brendshme. Kjo ide mund të bazohet në konceptin e një fushe vektoriale. Në fizikë, ky term ka gjithashtu disa kuptime specifike (shiko fushën e forcës).

Në hapësirë, në secilën pikë të së cilës një forcë e një madhësie dhe drejtimi të caktuar (vektori i forcës) vepron në një grimcë provë.

Dallohen teknikisht (siç bëhet për llojet e tjera të fushave)

• fusha të palëvizshme, madhësia dhe drejtimi i të cilave mund të varet vetëm nga një pikë në hapësirë ​​(koordinatat x, y, z), dhe
• fushat e forcës jo-stacionare, gjithashtu në varësi të momentit të kohës t.

• një fushë force uniforme për të cilën forca që vepron në grimcën e provës është e njëjtë në të gjitha pikat në hapësirë ​​dhe
• një fushë force jo uniforme që nuk e ka këtë veti.

Më e thjeshta për t'u studiuar është një fushë force homogjene e palëvizshme, por ajo gjithashtu përfaqëson rastin më pak të përgjithshëm.

Fushat e mundshme

Nëse puna e forcave të fushës që veprojnë në një grimcë provë që lëviz në të nuk varet nga trajektorja e grimcës dhe përcaktohet vetëm nga pozicionet e saj fillestare dhe përfundimtare, atëherë një fushë e tillë quhet potencial. Për të, ne mund të prezantojmë konceptin e energjisë potenciale të një grimce - një funksion i caktuar i koordinatave të grimcave të tilla që ndryshimi në vlerat e tij në pikat 1 dhe 2 është i barabartë me punën e bërë nga fusha kur lëviz një grimcë nga pika. 1 deri në pikën 2.

Forca në një fushë potenciale shprehet në terma të energjisë potenciale si gradient i saj:

Shembuj të fushave të forcës potenciale:

Letërsia

E. P. Razbitnaya, V. S. Zakharov "Kursi i fizikës teorike", libri 1. - Vladimir, 1998.

Fondacioni Wikimedia. 2010.

Shihni se çfarë është "fusha e forcës (fizikë)" në fjalorë të tjerë:

Fusha e forcës është një term polisemantik që përdoret në këto kuptime: Fusha e forcës (fizikë) fushë vektoriale e forcave në fizikë; Një fushë force (fantastiko-shkencore) është një lloj pengese e padukshme, funksioni kryesor i së cilës është të mbrojë disa ... Wikipedia

Ky artikull propozohet për fshirje. Një shpjegim i arsyeve dhe diskutimi përkatës mund të gjendet në faqen e Wikipedia: Për t'u fshirë / 4 korrik 2012. Ndërsa procesi i diskutimit nuk ka përfunduar, artikulli mund të gjendet në ... Wikipedia

Fusha është një koncept polisemantik i lidhur me shtrirjen në hapësirë: fushë në Wiktionary ... Wikipedia

- (nga natyra e fizikës së lashtë greke). Të lashtët e quanin fizikë çdo studim të botës përreth dhe fenomeneve natyrore. Ky kuptim i termit fizik mbeti deri në fund të shekullit të 17-të. Më vonë u shfaqën një sërë disiplinash të veçanta: kimia, e cila studion vetitë... ... Enciklopedia e Collier

Një fushë force që vepron në ngarkesat elektrike lëvizëse dhe mbi trupat që zotërojnë një moment magnetik (Shih Momentin magnetik), pavarësisht nga gjendja e tyre e lëvizjes. Fusha magnetike karakterizohet nga vektori i induksionit magnetik B, i cili përcakton: ... ... Enciklopedia e Madhe Sovjetike

Artikuj të ngjashëm