В физике консервати́вные (или потенциа́льные) си́лы — силы, работа которых не зависит от траектории точки приложения этих сил и закона её движения, а целиком определяется начальным и конечным положениями данной точки. Эквивалентное определение: консервативные силы — это зависящие только от координат силы, работа которых по любой замкнутой траектории равна нулюСивухин Д. В. Механика. — М., Наука, 1979. — с. 133Меркин Д. Р. Введение в теорию устойчивости движения. — М., Наука, 1971. — с. 160.
В теорфизике рассматривают четыре фундаментальных типа сил (см. Фундаментальные взаимодействия), все они являются консервативными. В школьных и общих курсах физики изучается большее разнообразие сил, по сути являющихся комбинациями фундаментальных, которое разделяется на консервативные и неконсервативные. Примеры консервативных сил: сила тяжести, сила упругости, сила кулоновского (электростатического) взаимодействия; также консервативны все сферически-симметричные центральные силыВ. К. Иванов Физика: Механика. Колебания. СПб.: Политех-пресс, 2021. – 224 с., см. фрагмент ..
Неконсервативные силы подразделяются на диссипативные (рассеивающие) и гироскопические. Гироскопическими называются силы, зависящие не только от координат, но и от скоростей и направленные всегда перпендикулярно скоростиСивухин Д. В. Механика. — М., Наука, 1979. — с. 135Меркин Д. Р. Введение в теорию устойчивости движения. — М., Наука, 1971. — с. 85, 161. Примерами неконсервативных сил являются сила трения (диссипативная) и магнитная часть силы Лоренца (гироскопическая).
При действии в системе только консервативных и гироскопических сил её механическая энергия сохраняется. При наличии диссипативных сил механическая энергия убывает (в замкнутой системе), переходя в иные формы энергии — в основном, в теплоту.
Для консервативных сил выполняются следующие равенства: — работа, производимая консервативной силой, определяется только начальным и конечным положениями точки её приложения и не зависит от выбора траектории, по которой перемещается тело; — работа консервативных сил по произвольному замкнутому контуру равна 0; — ротор консервативных сил равен 0; — консервативная сила является градиентом некоей скалярной функции , называемой силовой. Эта функция равна потенциальной энергии взятой с обратным знаком. Соответственно, и связаны соотношением
Таким образом, консервативная сила всегда направлена в сторону уменьшения потенциальной энергии.
См. также Потенциальная энергия Гироскопические силы
Примечания
Категория:Сила