Консервативные силы (физика)

В физике консервати́вные си́лы (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 любой замкнутой траектории равна 0.

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

Для консервативных сил выполняются следующие тождества:

$\nabla \times \vec{F} = 0$ — ротор консервативных сил равен 0;

$\oint\limits_C {\vec{F} d\vec{l}} = 0$ — работа консервативных сил по произвольному замкнутому контуру равна 0;

$\vec{F} = \nabla U$ — консервативная сила является градиентом некой скалярной функции $U$, называемой силовой. Эта функция равна потенциальной энергии $E_p,$ взятой с обратным знаком. Соответственно, $\vec{F}$ и $E_p$ связаны соотношением

$\vec{F} = -\nabla E_p.$

Таким образом, потенциальная сила всегда направлена против направления возрастания потенциальной энергии.

В школьной программе по физике силы разделяют на консервативные и неконсервативные. Примерами консервативных сил являются: сила тяжести, сила упругости, сила кулоновского (электростатического) взаимодействия. Примерами неконсервативных сил являются сила трения и сила сопротивления среды.

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

Примечания

1. ↑ «Потенциальная сила» // Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. Прохоров А. М. — М.: «Советская энциклопедия», 1984. — С. 581. — 944 с.

Для улучшения этой статьи по физике желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Викифицировать статью.