Потенційне поле сил
Полем сил називають область простору, в кожній точці якого на вміщену туди частку діє сила, закономірно змінюється від точки до точки. Прикладом може служити полі сили тяжіння Землі або поле сил опору в потоці рідини (газу). Якщо сила в кожній точці силового поля не залежить від часу, то таке поле називають стаціонарним. Ясно, що силове поле, стаціонарне в одній системі відліку, в іншій системі може виявитися і нестаціонарним. У стаціонарному силовому полі сила залежить тільки від положення частинки.
Робота, яку здійснюють сили поля при переміщенні частинки з точки 1 в точку 2, залежить, взагалі кажучи, від шляху. Однак серед стаціонарних силових полів є такі, в яких ця робота не залежить від шляху між точками 1 і 2. Цей клас полів, володіючи рядом найважливіших властивостей, займає особливе місце у фізиці. Розглянемо властивості таких полів.
Введемо визначення: стаціонарне силове поле, в якому робота сили поля на шляху між двома будь-якими точками не залежить від форми шляху, а залежить тільки від положення цих точок, називається потенційним, а самі сили – консервативними.
Якщо ця умова не виконується, то силове поле не є потенційним, а сили поля називають неконсервативний. До числа таких сил належить, наприклад, сила тертя, так як робота цієї сили залежить в загальному випадку від шляху.
Покажемо, що в потенційному полі робота сил поля на будь-якому замкнутому шляху дорівнює нулю. Дійсно, будь-який замкнутий шлях (рис. 5.5) можна розбити довільно на дві частини: 1А2 і 2b1.
Розглянемо важливий випадок поля центральних сил. Усяке силове поле викликається дією певних тел. Сила, що діє на частинку А в такому полі, обумовлена??взаємодією цієї частки з даними тілами. Якщо сили, залежать тільки від відстані між частинками і спрямовані по прямій, що з’єднує ці частинки, від їх називають центральними. Такими прикладами служать сили гравітаційні, кулонівських і пружні.
Відзначимо ще одну важливу обставину. Потенційну енергію слід відносити не до частинки, а до системи взаємодіючих між собою частинки і тіл, що викликають силове поле. При даному характері взаємодії потенційна енергія взаємодії частинки з даними тілами залежить тільки від положення частинки відносно цих тіл.
Визначимо зв’язок потенційної енергії і сили поля. Взаємодія частинки з оточуючими тілами можна описувати двома способами: за допомогою сил або за допомогою потенційної енергії. У класичній механіці обидва способи використовують однаково широко. Однак перший спосіб має дещо більшою спільністю, бо він застосовний і до таких сил, для яких не можна ввести потенційну енергію (наприклад, до сил тертя). Другий же спосіб застосовується тільки у разі консервативних сил.
Related posts:
- Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...
- Електростатичне поле Закон Кулона визначає силу взаємодії між електричними зарядами, але не пояснює, як це взаємодія передається на відстань від одного тіла до іншого. Досліди показують, що ця взаємодія спостерігається і тоді, коли наелектризовані тіла знаходяться у вакуумі. Значить, для електричного взаємодії не потрібна середу. За теорією, розвиненою М. Фарадеєм і Дж. Максвеллом, в просторі, де знаходиться […]...
- Як влаштоване і діє електричне поле По суті, поле є особливим станом матерії. Його дія проявляється в прискоренні тел або частинок, що володіють електричним зарядом. До його характеризує особливостям, можна віднести: Дія тільки при наявності електричного заряду. Відсутність кордонів. Наявність певної величини впливу. Можливість визначення тільки по результату дії. Поле нерозривно пов’язане з зарядами, які знаходяться в певній частці або тілі. […]...
- Гравітаційне поле Закон всесвітнього тяжіння заснований на теорії дальнодії, згідно з якою дія одного тіла на інше передається миттєво (тобто з нескінченно великою швидкістю) без участі середовища. Згідно сучасним уявленням всяке взаємодія тіл на відстані здійснюється за допомогою матеріального середовища, званої полем, і передається з кінцевою швидкістю, яка не може бути більше швидкості світла. Гравітаційна взаємодія між […]...
- Електромагнітне поле: визначення Електромагнітне поле – це особлива форма матерії, за допомогою якої взаємодіють між собою електрично заряджені частинки. Існування електромагнітного поля пов’язано з взаємодією між собою електричного і магнітного полів. Тобто змінюється в часі електричне поле породжує магнітне і навпаки. З цього випливає, що електричне і магнітне полі не існують одне без одного. Характеристики та поведінку електромагнітного […]...
- Магнітне поле струму Способом передачі магнітного взаємодії є магнітне поле. Численні досліди привели вчених до висновку, що навколо будь-якого провідника зі струмом, тобто навколо рухомих електричних зарядів, існує магнітне поле. На відміну від електричного поля, яке діє і на нерухомі заряди, і на рухомі, магнітне поле діє тільки на рухомі заряди (струми). Магнітне поле можна виявити і досліджувати […]...
- Електричне і магнітне поле Фізика і філософія в основі всього існуючого в світі бачать матерію, яка проявляється у великій різноманітності всіляких станів і форм. Існуюча матерія має можливість локалізувати (тобто, концентруватися в обмеженому просторі), а ще може і, делокалізованних (зворотний процес). При локалізації цього буде відповідати “речовина”, ну, а в разі делокалізації – це буде вже “поле”. Але і […]...
- Напруженість електростатичного поля. Лінії напруженості Для дослідження електростатичного поля в нього необхідно внести пробний заряд q0 (заряд q0 – точковий позитивний заряд досить малої величини, щоб його внесення до досліджуване полі не спотворювало це поле, інакше, це заряд, власне поле якого дуже малий у порівнянні з досліджуваним) і виміряти силу, яка діє на нього в заданій точці поля. Сила, що […]...
- Електричне поле і його властивості Заряджені тіла взаємодіють один з одним. Це підтверджують численні досліди, а закон Кулона дозволяє визначити силу взаємодії нерухомих електричних зарядів. Однак причини подібної взаємодії, його механізм законом не розкриваються. Трохи більше ніж через півстоліття після відкриття закону Кулона, завдяки роботам Фарадея і Максвелла, було встановлено, що електричний заряд створює в навколишньому просторі електричне поле, яке […]...
- Стаціонарне електричне поле Ми весь час говоримо про направленому русі зарядів, але ще не стосувалися питання про те, чому вільні заряди скоюють такий рух. Чому, власне, виникає електричний струм? Для упорядкованого переміщення зарядів усередині провідника необхідна сила, що діє на заряди в певному напрямку. Звідки береться ця сила? З боку електричного поля! Щоб у провіднику протікав постійний струм, […]...
- Електричне поле: визначення Для того, щоб знайти силу, яка діє між двома електричними зарядами, треба знати значення кожного з них і відстань між зарядами. Якщо таких зарядів два, завдання легко вирішується за допомогою закону Кулона. А як бути, коли електричних зарядів багато? Для таких випадків фізики ввели поняття електричного поля. За допомогою електричного поля можна описати, як безліч […]...
- Електростатичне поле та його характеристика Електростатичне поле також як і електричне поле є особливою формою матерії, яка оточує тіла, що мають електричний заряд. Але на відміну від останнього, електростатичне поле створюється тільки навколо нерухомих заряджених тіл, тобто, коли немає умов для створення електричного струму. Властивості електростатичного поля Електростатичне поле характеризується властивостями, які відрізняють його від інших видів полів, що утворюються […]...
- Поле всередині провідника Перше загальне властивість провідників в електростатичному полі полягає в тому, що напруженість поля усередині провідника всюди дорівнює нулю. Доведемо від противного, як в математиці. Припустимо, що в якійсь області провідника є електричне поле. Тоді під дією цього поля вільні заряди провідника почнуть спрямований рух. Виникне електричний струм – а це суперечить тому, що ми знаходимося […]...
- Електричне поле. Напруженість електричного поля Будь-яка людина знає, що всі матеріальні тіла один з одним взаємодіють за коштами прямого дотику (контакту). Ми звикли вірити своїм очам, значить це так і є. Так-то воно так, та не зовсім так. Насправді це все діє по-іншому. Будь які матеріальні тіла, як відомо зі шкільної фізики і хімії, складаються з маленьких частинок (атомів). Атоми […]...
- Перемінне магнітне поле Обговоримо, нарешті, останню групу експериментів, пов’язаних з “перетворенням магнетизму в електрику”. У замкнутому провіднику, вміщеному в змінне магнітне поле, також виникає електричний струм. Це явище може бути зведене до розглянутим вище, якщо стати на точку зору теорії блізкодействія. Нагадаємо, в застосуванні до електромагнітних явищ ця теорія стверджує, що переносником взаємодій є реально існуюче електромагнітне поле, […]...
- Електромагніти – магнітне поле котушки зі струмом Біжучи по проводах електричний струм створює навколо себе магнітне поле. Людина не була б собою, якби не придумала, як використовувати таку чудову властивість струму. На основі цього явища людина створила електромагніти. Їх застосування дуже широко і повсюдно в сучасному світі. Електромагніти чудові тим, що на відміну від постійних магнітів, їх можна включати і вимикати при […]...
- Чому електричне поле послаблюється всередині діелектрика? Поляризація діелектрика. Щоб зрозуміти, чому поле всередині діелектрика менше, ніж у вакуумі, потрібно врахувати, що всі тіла побудовані з атомів і молекул. Атоми і молекули в свою чергу складаються з позитивних і негативних зарядів (атомних ядер і електронів), так що всякий діелектрик являє собою зібрання великої кількості заряджених частинок. У молекулах ці позитивні і негативні […]...
- Електричне поле яке складається з двох і більше зарядів Для відокремлених окремо взятих зарядів силові лінії електричного поля являють собою радіальні промені виходять із зарядів і йдуть в нескінченність. Яка буде конфігурація силових ліній для двох і більше зарядів? Для виконання такого візерунка необхідно пам’ятати, що ми маємо справу з векторним полем, тобто з векторами напруженості електричного поля. Щоб зобразити малюнок поля, нам необхідно […]...
- Магнітне поле Таким чином, з’ясувалося, що крім електростатичного існує ще й магнітне поле, яке завжди виникає навколо провідника, по якому рухається електричний струм. Це поле, так само як і електростатичне, володіє силовий характеристикою, яку називають магнітною індукцією. Вона спрямована перпендикулярно руху електричних зарядів і, отже, перпендикулярно електростатичного поля. Повна взаємозв’язок цих полів була підтверджена в 1831 р, […]...
- Вияв синівської любові до батьків, рідної землі (за творами “Батьківське поле”, “Від серця поклонюсь”) – І варіант – МИКОЛА СИНГАЇВСЬКИЙ – 7 клас – ТВОРИ З УКРАЇНСЬКОЇ МОВИ З дитинства привчився М. Сингаївський шанувати хліборобську працю. Батьки прищепили йому любов до батьківського поля, трудівників-землеробів. Свої почуття до рідної землі поет висловив у віршах. М. Сингаївський дуже поважає свого батька, який все своє життя присвятив праці на полі. Це поле уявляється поету якоюсь розумною істотою, можливо, воно навіть має багато людських якостей. Воно все […]...
- Електричне поле Землі Досвід показує, що електрометрії, з’єднаний з зондом, дає помітне відхилення навіть і в тому випадку, коли поблизу немає спеціально заряджених тел. При цьому відхилення електрометрії тим більше, чим вище точка над поверхнею Землі. Це означає, що між різними точками атмосфери, що знаходяться на різній висоті, є різниця потенціалів, т. Е. Навколоземній поверхні існує електричне поле. […]...
- Поле конденсатора Повернемося до питання про ослаблення електричного поля діелектриком. Помістимо наш конденсатор в акваріум, зарядимо його і відключимо від генератора. Потім в акваріум наллємо діелектрик – дистильовану воду. Якщо зараз виміряти напругу U1 на обкладинках конденсатора, ми побачимо, що воно зменшилося майже в 90 разів! З (8.5) випливає, що для сухого конденсатора U = E d […]...
- Вихрове поле. Соленоїд. Електромагніти Лінії магнітної індукції є замкнутими, це свідчить про те, що в природі немає магнітних зарядів. Поля, силові лінії яких замкнуті, називають вихровими полями. Тобто магнітне поле – це вихрове поле. Цим воно відрізняється від електричного поля, що створюється зарядами. Соленоїд. Соленоїд – це дротяна спіраль з струмом. Соленоїд характеризується числом витків на одиницю довжини n, […]...
- ПОЛЕ ЧЕСТІ – МИКОЛА СИНГАЇВСЬКИЙ Поле честі – то поле роботи, І тому добротворне воно. Там виходиш ти грозам супроти І плекаєш, мов душу, зерно. Поле честі – то поле врожаю, Що посіяно – все для життя, Щоб у наспівах рідного краю Усміхнулись і мати й дитя. Поле честі – то поле любові. Де і радість, і сум не чужі, […]...
- ПОЛЕ БОЮ – ЄВГЕН МАЛАНЮК ПОЛЕ БОЮ 1 А поле бою все чека І мріє крізь туман і віддаль. Господь не жалує віка, Щоб ось, блукавши, як сновида, Шукать шляху, і важить час, І пить гіркі й безсонні ночі, Й даремно підбирать ключа До літер тих сузір пророчих. 2 А поле бою нам все те ж – І заповітом, і […]...
- Фізика електромагнітного поля Згадаймо, яким чином Максвелл пояснив явище електромагнітної індукції. Змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле. Якщо у змінному магнітному полі знаходиться замкнутий провідник, то вихрове електричне поле приводить в рух заряджені частинки цього провідника – так виникає індукційний струм, спостерігається в експерименті. Лінії вихрового електричного поля охоплюють лінії магнітного поля. Якщо дивитися з кінця вектора […]...
- Робота при переміщенні заряду в електричному полі На всякий заряд, що знаходиться в електричному полі, діє сила, і тому при русі заряду в полі відбувається певна робота. Ця робота залежить від напруженості поля в різних точках і від переміщення заряду. Але якщо заряд описує замкнену криву, т. Е. Повертається у вихідне положення, то чинена при цьому робота дорівнює нулю, як би не […]...
- Потенціал електростатичного поля як його енергетична характеристика Як ви знаєте, силовий характеристикою електростатичного поля є напруженість. Крім того, ви знаєте, що при переміщенні заряду в електростатичному полі з однієї точки в іншу відбувається робота, яка дорівнює різниці потенційної енергії заряду в цих точках. Отже, можна говорити про те, що існує і енергетична характеристика електростатичного поля – потенціал. Ввести цю характеристику можна тому, […]...
- Твір на тему “Літнє поле” Вийдеш влітку в поле – а кругом благодать. Трави буйно стеляться кругом, розсипи квітів радують око. Дихнеш пряний повітря, настояне на ароматах рослин, на нектарі квітів. Навіть голова може закрутитися від задоволення. Це запах самої природи, самого розпалу літа, родючої землі. Дивно, яка ж сила у цієї землі, якщо вона здатна виростити на одному полі […]...
- Повідомлення про магнітне поле Землі Про те, що наша планета є величезний магніт, вченими доведено давно. Раз земну кулю – це магніт, то він повинен створювати найпотужніше магнітне поле. Всі ми знаємо, що в компасі червона стрілка південь, а синя це північ. А як розташовані магнітні полюси планети? Магнітні та географічні полюси не збігаються, тому потрібно запам’ятати, що на північному […]...
- Потенціал електростатичного поля і різниця потенціалів У механіці взаємна дія тіл один на одного характеризують силою і потенційною енергією. Електростатичне поле, яке здійснює взаємодія між зарядами, також характеризують двома величинами. Напруженість поля – це силова характеристика. Тепер введемо енергетичну характеристику – потенціал. Потенціал поля. Робота будь електростатичного поля при переміщенні в ньому зарядженого тіла з однієї точки в іншу також не […]...
- БАТЬКІВСЬКЕ ПОЛЕ – МИКОЛА СИНГАЇВСЬКИЙ Тихе батьківське поле За поліським селом розляглось. Все чекає когось, Не діждеться когось. Чує кроки господаря, Чує дотик руки. І засівом його Наливаються вщерть колоски. Наливаються Сонцем, вітрами, теплом, Споконвічним, Живим, невмирущим зерном. Раннє батьківське поле Змалку нам до роботи прийшлось. Все чекає когось, Не діждеться когось. Сіячеве дихання Воно чує щодня. Той, хто потом […]...
- Гравітаційні сили. Закон всесвітнього тяжіння Всі тіла в природі взаємно притягуються один до одного. Вперше Ньютон довів, що причина, що викликає падіння каменя на Землю, рух Місяця навколо Землі і планет навколо Сонця, одна і та ж – це сила всесвітнього тяжіння (гравітаційна сила), що діє між будь-якими тілами Всесвіту. Гравітаційні сили – це сили центральні, т. Е. Вони спрямовані […]...
- Магнітне поле: постійні та змінні магніти Приблизно дві з половиною тисячі років тому люди виявили, що деякі природні камені мають здатність притягувати до себе залізо. Пояснювали таку властивість присутністю у цих каменів живої душі, і якоїсь “любов’ю” до заліза. Сьогодні ми вже знаємо, що ці камені є природним магнітами, і магнітне поле, а зовсім не особливе розташування до заліза, створює ці […]...
- Електрорушійна сила (ЕРС) і внутрішній опір джерела Ми прийшли до висновку, що для підтримки постійного струму в замкнутій ланцюга, в неї необхідно включити джерело струму. Підкреслимо, що завдання джерела полягає не в тому, щоб поставляти заряди в електричний ланцюг (в провідниках цих зарядів достатньо), а в тому, щоб змушувати їх рухатися, робити роботу по переміщенню зарядів проти сил електричного поля. Основний характеристики […]...
- Закон Ампера: визначення На прямолінійний ділянку провідника Δl, по якому тече струм l, в магнітному полі з індукцією В діє сила F. Для обчислення цієї сили використовують вираз: F = B | I | Δlsinα, Де α – кут між вектором В і напрямком відрізка провідника зі струмом (елементом струму); за напрямок елемента струму приймають напрям, в якому […]...
- Індукція магнітного поля Всі ми знаємо, що є магніти сильніші і менш сильні. Маленький магнітик зможе притягнути пару цвяхів і все, а набагато більш потужний електромагніт домофона утримує двері в під’їзд так, що кілька дорослих чоловіків не зможуть відкрити її силою. Величина, що характеризує величину сили магніту Тобто, ми можемо говорити про якусь величину, що характеризує величину сили […]...
- Стороння сила Тим не менш, струм по ланцюгу йде; стало бути, мається сила, “протягувати” заряд крізь джерело всупереч протидії електричного поля клем (рис. 3.43). Ця сила називається сторонньої силою; саме завдяки їй і функціонує джерело струму. Стороння сила FCT не має відношення до стаціонарного електричному полю – у неї, як кажуть, неелектричне походження; в батарейках, наприклад, вона […]...
- Електричне поле: розподіл електричного заряду і електроскоп Якщо ви були схожі в одязі із синтетичної тканини, то дуже ймовірно, що незабаром ви відчуєте не дуже приємні наслідки від такого заняття. Ваше тіло наелектризується і, вітаючись з одним або торкаючись до дверної ручки, ви відчуєте гострий укол струму. Це не смертельно і не небезпечно, але не дуже-то приємно. Кожен хоча б раз у […]...
- Доповідь “Магнітне поле Землі” Напевно, кожному відомо про те, що земля є величезних розмірів магніт, за допомогою якого утворюється магнітне поле. Та й вчені довели, що воно дійсно існує. Крім цього магнітне поле знаходиться навколо нашої планети і захищає її від різної радіації. Трохи пізніше знаменитий і популярний Гільберт написав книгу, в якій пояснив, чому магнітне поле, чому так […]...