какие силы называются потенциальными

Потенциальные силы

В физике консервати́вные си́лы (потенциальные силы) — силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует следующее определение: консервативные силы — такие силы, работа по любой замкнутой траектории которых равна 0.

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

Для консервативных сил выполняются следующие тождества:

В школьной программе по физике силы разделяют на консервативные и неконсервативные. Примерами консервативных сил являются: сила тяжести, сила Архимеда, сила упругости. Примерами неконсервативных сил являются сила трения и сила сопротивления.

В теоретической физике выделяют только четыре типа сил, каждая из которых является консервативной (см. Фундаментальные взаимодействия).

Смотреть что такое «Потенциальные силы» в других словарях:

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ — силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения точек их приложения и не зависит ни от вида траекторий, ни от закона движения этих точек … Большой Энциклопедический словарь

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ — поле сил заданное в области Q конфигурационного пространства как градиент скалярной ф ции: где (обобщённые) координаты, U(q) потенциальная энергия. Работа П. с. по любому замкнутому контуру в Q, стягиваемому в точку, равна нулю. Признаком… … Физическая энциклопедия

потенциальные силы — силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения точек их приложения и не зависит ни от вида траекторий, ни от закона движения этих точек. * * * ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ, силы, работа которых зависит только от… … Энциклопедический словарь

Потенциальные силы — силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения точек их приложения и не зависит ни от вида траекторий, ни от закона движения этих точек (см. Силовое поле) … Большая советская энциклопедия

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ — силы, работа к рых зависит только от начального и конечного положения точек их приложения и не зависит ни от вида траекторий, ни от закона движения этих точек … Естествознание. Энциклопедический словарь

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ — консервативные силы, силы, работа к рых зависит только от нач. и конечного положений точки их приложения и не зависит ни от вида траектории этой точки, ни от закона её движения. Работа П. с. вдоль произвольной замкнутой траектории всегда равна 0 … Большой энциклопедический политехнический словарь

Потенциальные силы — (см. Потенциал) силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения точек траектории движения и не зависит от самой траектории и закона движения по траектории; называется также консервативной силой … Начала современного естествознания

Потенциальные сверхдержавы — Современные государства, которые являются или могут стать сверхдержавами в 21 веке. Список государств … Википедия

Консервативные силы (физика) — В физике консервативные силы (потенциальные силы) силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил)[1]. Отсюда следует определение: консервативные силы такие силы, работа которых по… … Википедия

Консервативные силы — В физике консервативные силы (потенциальные силы) силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует следующее определение: консервативные силы такие силы, работа по… … Википедия

Источник

Какие силы называются потенциальными

Если в каждой точке пространства на помещенную туда частицу действует сила, то говорят, что частица находится в поле сил. Так, например, частица может находиться в поле сил тяжести, в поле упругих сил, в поле сил сопротивления (в потоке жидкости, газе).

Поле сил, остающееся постоянным во времени, называется стационарным. В стационарном силовом поле сила, действующая на частицу, зависит только от ее положения. Работа, которую совершают силы поля при перемещении частицы из точки 1 в точку 2, зависит, вообще говоря, от траектории, по которой перемещается частица из начального положения в конечное. Вместе с тем, имеются стационарные силовые поля, в которых работа, совершаемая над частицами силами поля, не зависит от формы траектории между точками 1 и 2. Силы, обладающие таким свойством, называются потенциальными или консервативными, а соответствующее поле сил – потенциальным полем. Примером потенциальных сил являются упругие силы, сила тяжести.

Для определения потенциальности поля можно ввести другой критерий. Вычислим работу сил по замкнутому контуру. Разобьем замкнутый контур на две части и (рис. 3.10). Тогда работа на замкнутом контуре . Нетрудно сообразить, что . А так как в нашем случае работа не зависит от формы траектории, то в результате и оказывается, что работа сил при движении частицы на произвольной замкнутой траектории действительно равна нулю.

На этом основании можно утверждать, что потенциальным называется поле, в котором работа сил по замкнутому контуру равна нулю. С другой стороны, очевидно, – чтобы поле было потенциальным, нужно, чтобы работа сил поля на любом замкнутом контуре была равна нулю.

Все силы, не являющиеся потенциальными, называются непотенциальными или диссипативными. К числу непотенциальных сил относятся, например, силы трения и сопротивления. Работа этих сил зависит от формы траектории между начальным и конечным положениями частицы (и не равна нулю при перемещении вдоль замкнутого контура).

Источник

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ

Смотреть что такое «ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ» в других словарях:

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ — поле сил заданное в области Q конфигурационного пространства как градиент скалярной ф ции: где (обобщённые) координаты, U(q) потенциальная энергия. Работа П. с. по любому замкнутому контуру в Q, стягиваемому в точку, равна нулю. Признаком… … Физическая энциклопедия

Потенциальные силы — В физике консервативные силы (потенциальные силы) силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует следующее определение: консервативные силы такие силы, работа по… … Википедия

потенциальные силы — силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения точек их приложения и не зависит ни от вида траекторий, ни от закона движения этих точек. * * * ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ, силы, работа которых зависит только от… … Энциклопедический словарь

Потенциальные силы — силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения точек их приложения и не зависит ни от вида траекторий, ни от закона движения этих точек (см. Силовое поле) … Большая советская энциклопедия

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ — силы, работа к рых зависит только от начального и конечного положения точек их приложения и не зависит ни от вида траекторий, ни от закона движения этих точек … Естествознание. Энциклопедический словарь

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ — консервативные силы, силы, работа к рых зависит только от нач. и конечного положений точки их приложения и не зависит ни от вида траектории этой точки, ни от закона её движения. Работа П. с. вдоль произвольной замкнутой траектории всегда равна 0 … Большой энциклопедический политехнический словарь

Потенциальные силы — (см. Потенциал) силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения точек траектории движения и не зависит от самой траектории и закона движения по траектории; называется также консервативной силой … Начала современного естествознания

Потенциальные сверхдержавы — Современные государства, которые являются или могут стать сверхдержавами в 21 веке. Список государств … Википедия

Консервативные силы (физика) — В физике консервативные силы (потенциальные силы) силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил)[1]. Отсюда следует определение: консервативные силы такие силы, работа которых по… … Википедия

Консервативные силы — В физике консервативные силы (потенциальные силы) силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует следующее определение: консервативные силы такие силы, работа по… … Википедия

Источник

Потенциальные силы, потенциальная энергия и их взаимосвязь

Кинетическая энергия системы равна сумме кинетических энергий отдельных частей системы независимо от того, взаимодействуют они между собой или нет.

Если в каждой точке простран­ства на помещенную туда частицу действует сила, то го­ворят, что частица находится в поле сил. Так, напри­мер, частица может находиться в поле сил тяжести, в по­ле упругих сил, в поле сил сопротивления (в потоке жид­кости, газа) и т. д.

Существуют силовые поля, в которых работа, совершае­мая над частицей силами поля, не зависит от пути меж­ду точками 1и 2.Силы, обладающие таким свойством, называют консервативными или потенциальными. Очевидно, что для потенциальных сил выполняется равенство:

,

Примерами потенциальных сил могут служить силы всемир­ного тяготения, силы упругости, силы электростатического взаимодействия между заряженными телами.

Силы, не являющиеся потенциальными, называют непотенциальными. К числу непотенциальных сил относятся, например, силы трения и сопротивления. Работа этих сил зависит от пути между начальным и конечным положениями частицы и не рав­на нулю на любом замкнутом пути.

,. (3.11)

uде— работа перемещения частицы из точки 1 в точку 2, и— радиус-векторы точек 1 и 2 соответственно, и потенциальная энергия частицы соответственно в точках 1 и 2. Выражение справа есть разность значений потенциальной энер­гии частицы в начальной и конечной точках пути. Разность потенциальной энергии U в конечной и начальной точках есть приращение ΔU. Тогда (3.11) можно представить в виде:

Из соотношения (3.12) видно, что работа потенциальных сил, действующих на частицу, равна убыли ее потенциальной энергии. При бесконечно малом перемещении частицы элементарная работа перемещения будет равна элементарному приращению потенциальной энергии частицы со знаком минус:

Представим элементарное перемещение частицы в формуле (3.1) для элементарной работы dA, совершаемой силами поля, через приращения декартовых координат:

. (3.14)

Тогда (3.1) примет вид согласно правилу скалярного произведения:

. (3.15)

С другой стороны, согласно (3.13) элементарная работа равна убыли (–) потенциальной энергии, которая в декартовом пространстве является функцией координат (x, y, z). Представив приращение dU по формуле для полного дифференциала функции от нескольких переменных, перепишем равенство (3.15) в виде:

. (3.16)

Сопоставляя (3.15) и (3.16), получим:

. (3.17)

Формулы (3.17) определяют проекции вектора силы на координатные оси. Вектор силы в этом случае определяется соотношением:

. (3-17)

. (3-18)

Формула (3-18) означает, что сила поля равна градиенту со знаком минус по­тенциальной энергиичастицы в данной точке поля. Эта формула дает возможность, зная функцию U определить поле сил .

Источник

Потенциальные и не потенциальные силы

Все встречающиеся в природе силы можно разбить на две большие группы: силы, работа которых при перемещении тела между двумя заданными точками не зависит от формы траектории (такие силы называют потенциальными) и все остальные силы (их называют не потенциальными).

Из определения потенциальных сил и общих свойств работы следует, что работа потенциальных сил по любому замкнутому пути равна нулю.

Действительно, переместим тело из исходной точки в конечную по двум траекториям: содержащей замкнутую петлю и не содержащей ее (8.7). В соответствии с определением потенциальных сил, работа в обоих случаях должна быть одинаковой. С другой стороны, работа потенциальных сил по траектории с замкнутой петлей отличается от работы по коротнкой траектории как раз на величину работы на петле. Таким образом, эта работа оказывается равной нулю.

Так же просто доказываются еще два утверждения

· Если работа силы по произвольному замкнутому пути всегда равна нулю, то такая сила является потенциальной.

· Работы потенциальных сил при перемещении тела между двумя заданными точками в противоположных направлениях равны друг другу по величине и противоположны по знаку.

Силы, работа которых определяется только начальной и конечной точками их приложений, и не зависят ни от вида траектории, ни от характера движения тела, называются консервативными или потенциальными силами.

Другое определение для этих сил таково. Силы, работа которых по замкнутой траектории равна нулю, называются потенциальными.

Соответственно, если работа силы по замкнутой траектории не равна нулю, то такая сила неконсервативная ( не потенциальная), Работа этих сил зависит от формы траектории между начальным и конечным положениями частицы (и не равна нулю при перемещении вдоль замкнутого контура)..

К не потенциальным силам относятся силы трения и силы, величина которых зависит от скорости движения точки (тела).

Сила тяжести и сила упругости являются потенциальными силами.

Закон сохранения импульса

Закон сохранения импульса формулируется так:

если сумма внешних сил, действующих на тела системы, равна нулю, то импульс системы сохраняется.

Тела могут только обмениваться импульсами, суммарное же значение импульса не изменяется. Надо только помнить, что сохраняется векторная сумма импульсов, а не сумма их модулей.

Зако́н сохране́ния и́мпульса (Зако́н сохране́ния количества движения) утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.

В классической механике закон сохранения импульса обычно выводится как следствие законов Ньютона. Из законов Ньютона можно показать, что при движении в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил.

Как и любой из фундаментальных законов сохранения, закон сохранения импульса описывает одну из фундаментальных симметрий, — однородность пространства.

При взаимодействии тел импульс одного тела может частично или полностью передаваться другому телу. Если на систему тел не действуют внешние силы со стороны других тел, то такая система называется замкнутой.

В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Этот фундаментальный закон природы называется законом сохранения импульса. Он является следствием из второго и третьего законов Ньютона.

Рассмотрим какие-либо два взаимодействующих тела, входящих в состав замкнутой системы.

Силы взаимодействия между этими телами обозначим через и По третьему закону Ньютона Если эти тела взаимодействуют в течение времени t, то импульсы сил взаимодействия одинаковы по модулю и направлены в противоположные стороны: Применим к этим телам второй закон Ньютона:

где и– импульсы тел в начальный момент времени, и – импульсы тел в конце взаимодействия. Из этих соотношений следует:

Это равенство означает, что в результате взаимодействия двух тел их суммарный импульс не изменился. Рассматривая теперь всевозможные парные взаимодействия тел, входящих в замкнутую систему, можно сделать вывод, что внутренние силы замкнутой системы не могут изменить ее суммарный импульс, т. е. векторную сумму импульсов всех тел, входящих в эту систему.

Источник