Материал: ДИНАМИКА

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

F =

U

F =

U

F =

U

Если существует, так называемая силовая функция, U(х, у, z,), удовлетворяющая условиям(1)

x

x

y

y

z

z

(1):

 

 

 

 

 

силовое поле называется потенциальным, или консервативным.

Функция U(х, у, z), зависит только от координат.

Сила называется потенциальной, или консервативной.

Силовая функция определяется с точностью до постоянной.

236

Сила -Fградиент силовой функции U (х, у, z):

gradU = Ux i + Uy j + Uz k

F = gradU

(2)

(3)

Свойства стационарного потенциального поля:

237

1.

Элементарная работа силы стационарного потенциального поля равна полному дифференциалу силовой функции.

 

= Fxdx + Fy dy + Fz dz =

d A = Fdr

= U dx +

U dy +

U dz = dU

 

 

(4)

x

y

z

238

2.

Полная работа силы стационарного потенциального поля не зависит от формы траектории, по которой перемещается точка, и определяется лишь начальным и конечным положениями точки.

A = M d A = M dU =

(5)

M0 M0

=U(x, y, z) U(x0 , y0 , z0 )

3. Работа силы стационарного потенциального поля по любому замкнутому перемещению равна нулю.

239

4. Для того, чтобы стационарное силовое поле было потенциальным, необходимо и

достаточно, чтобы оно было безвихревым, т.е. сила ( ) удовлетворяла следующим

условиям:

F

 

Fz

Fy

= 0

Fx

Fz

= 0

Fy

Fx

= 0 (6)

 

z

x

y

z

x

y

Вектор вихря:

 

i

 

j

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rotF =

 

 

 

 

 

 

 

(7)

 

 

 

 

 

 

 

0.

x

 

y

 

z

 

 

Fx

 

Fy

 

Fz

 

240