什麼是保守力,保守場?

題目:

什麼是保守力,保守場?

解答:

在物理系統里,假若一個粒子,從起始點移動到終結點,由於受到作用力,所做的功,不因爲路徑的不同而改變.則稱此力爲保守力.假若一個物理系統里,所有的作用力都是保守力,則稱此系統爲保守系統.
保守力的功與物體運動所經過的路徑無關,只與運動物體的起點和終點的位置有關,當然也與保守力場的性質有關.
由於保守力所做的功與運動物體所經過的路徑無關,因此,如果物體沿閉合路徑繞行一周,則保守力對物體所做的功恆爲0 .因爲保守力的功具有這樣的特點,所以在只有保守力作用在物體上的情況下可以定義勢能(位能[1]).勢能大小僅由保守力的大小和具有保守力作用的二物體間的相互位置決定.換句話說,勢能僅與保守力場的位置有關.例如:重力勢能的大小僅由重力的大小和重物與地球的相對位置即重物與地球構距離決定.換句話說,勢能的大小僅與重力勢場中的位置,即重物距地球表面的高度有關.彈性勢 能、引力勢能和靜電勢能等都有與重力勢能同樣的性質.
引入勢能以後爲我們處理有關的物理問題帶來了很多方便,這是我們將物體間的相互作用分爲保守力和非保守力的一個重要的原因.
由於在保守力作用的情況下可以定義勢能,而勢能的大小與具有保守力相互作用的二物體間的相互位置有關.因此,我們可以定義勢能U是二物體間距離x的函數,從而得到勢能函數U(x),並畫出勢能曲線U~x.而保守力的大小可由下式給出:
即勢能函數U(x)對x的微商的負值爲保守力的大小.例如:重力勢能 ,保守力(重力) .
保守力與耗散力(非保守力)→ 勢能(定義:ΔEp = -W保)

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