Силовое поле

Силово́е по́ле

Часть пространства (ограниченная или неограниченная), в каждой точке которой на помещенную туда материальную частицу действует определённая по величине и направлению сила, зависящая или только от координат x, у, z этой точки, или же от координат x, у, г и времени t. В первом случае С. п. называется стационарным, а во втором — нестационарным. Если сила во всех точках С. п. имеет одно и то же значение, т. е. не зависит ни от координат, ни от времени, то С. п. называется однородным.

С. п., в котором работа сил поля, действующих на перемещающуюся в нём материальную частицу, зависит только от начального и конечного положения частицы и не зависит от вида её траектории, называется потенциальным. Эту работу можно выразить через потенциальную энергию (См. Потенциальная энергия) частицы П (х, у, z) равенством А = П (x₁, y₁, z₁) — П (x₂, y₂, z₂), где x₁, y₁, z₁ и x₂, y₂, z₂ — координаты начального и конечного положений частицы соответственно. При движении частицы в потенциальном С. п. под действием только сил поля имеет место закон сохранения механической энергии, позволяющий установить зависимость между скоростью частицы и сё положением в С. п.

Примеры потенциального С. п.: однородное поле силы тяжести, для которого П = mgz, где т — масса частицы, g — ускорение силы тяжести (ось z направлена вертикально вверх); ньютоново поле тяготения, для которого П = — fm/r, где r — расстояние частицы от центра притяжения, f — постоянный для данного поля коэффициент.

С. М. Тарг.