保守力所属现代词,指的是在
物理系统里,假若一个粒子,从起始点移动到终结点,由于受到作用力,所做的功,不因为路径的不同而改变。
在物理系统里,假若一个粒子,从起始点移动到终结点,由于受到作用力,且该作用力所做的功不因为路径的不同而改变,则称此力为保守力(Conservative Force)。假若一个物理系统里,所有的作用力都是保守力,则称此系统为保守系统。
保守力Conservative force凡是沿任意闭合回路作功为零的力,或者说作功与具体路径无关的力,都称为保守力。从对称性的角度来看,保守力与非保守力之间的区别反映在时间反演变换上,保守力具有时间反演不变性.
保守力的功与物体运动所经过的路径无关,只与运动物体的起点和终点的位置有关,当然也与保守力场的性质有关。由于保守力所做的功与运动物体所经过的路径无关,因此,如果物体沿闭合路径绕行一周,则保守力对物体所做的功恒为0.因为保守力的功具有这样的特点,所以在只有保守力作用在物体上的情况下可以定义
势能(位能).势能大小仅由保守力的大小(F)和具有保守力作用的二物体间的相互位置(距离s)决定。换句话说,势能仅与保守力场的位置有关。例如:重力势能的大小仅由重力的大小和重物与
地球的相对位置即重物与地球构距离决定。换句话说,势能的大小仅与重力势场中的位置,即重物距地球表面的高度有关。弹性势能、
引力势能和
静电势能等都有与重力势能同样的性质。
由于在保守力作用的情况下可以定义
势能,而势能的大小与具有保守力相互作用的二物体间的相互位置有关。因此,我们可以定义势能U是二物体间距离x的函数,从而得到势能函数U(x),并画出势能曲线U~x。而保守力的大小可由下式给出:
即势能函数U(x)对x的
导数的负值为保守力的大小。例如:重力势能,保守力(重力) 。
充要条件就是场
矢量的
旋度为零,我们也称为无旋场,例如静电场就是无旋场,因此是保守场。
1、对于一维运动,凡是位置X单值函数的力都是保守力。例如服从
胡克定律的弹性力是X的单值函数,故它是保守力。
3、若在空间中存在某个中心O,物体(
质点)P在任何位置上所受的力f都与“
向量OP”方向相同(排斥力),或相反(吸引力),其大小是距离r=
标量OP的单值函数,则这种力叫做“有心力”,例如
万有引力就是有心力,凡有心力都是保守力。