Kuvvet alanı (fizik) - Force field (physics) - Wikipedia

Düzgün bir küresel cismin içinde ve çevresinde yerçekimi potansiyelinin iki boyutlu bir kesitinin grafiği. Eğilme noktaları enine kesit vücut yüzeyindedir.

İçinde fizik a güç alanı bir Vektör alanı bu bir temassız kuvvet bir parçacık üzerinde çeşitli pozisyonlarda hareket etmek Uzay. Spesifik olarak, bir kuvvet alanı bir vektör alanıdır , nerede bir parçacığın o noktada olsaydı hissedeceği kuvvettir .[1]

Örnekler

  • Yerçekimi iki nesne arasındaki çekim gücüdür. İçinde Newton yerçekimi bir kütle parçacığı M oluşturur yerçekimi alanı , radyal birim vektörünün partikülden uzaklaşıyor. Hafif kütleli bir parçacığın maruz kaldığı yerçekimi kuvveti myüzeyine yakın Dünya tarafından verilir , nerede g ... standart yerçekimi.[2][3]
  • Bir Elektrik alanı bir vektör alanıdır. Bir kuvvet uygular puan ücreti q veren .[4]
  • Yerçekimi kuvveti alanı, büyük bir cismin kendi etrafındaki boşluğa uzanarak başka bir büyük cisim üzerinde bir kuvvet oluşturmasının etkisini açıklamak için kullanılan bir modeldir.[5]

İş

İş, yer değiştirmeye ve bir nesneye etki eden kuvvete bağlıdır. Bir parçacık bir yol boyunca bir güç alanı boyunca hareket ederken C, kuvvet tarafından yapılan bir çizgi integrali

Bu değer bağımsızdır hız/itme parçacığın yol boyunca hareket ettiği.

Muhafazakar kuvvet alanı

Bir konservatif kuvvet alanı sadece başlangıç ​​ve bitiş noktalarına bağlı olarak yolun kendisinden de bağımsızdır. Bu nedenle, kapalı bir yolda hareket eden bir nesnenin işi sıfırdır, çünkü başlangıç ​​ve bitiş noktaları aynıdır:

Alan muhafazakar ise, muhafazakar bir vektör alanının bazı skaler potansiyel fonksiyonunun gradyanı olarak yazılabileceğini fark ederek yapılan iş daha kolay değerlendirilebilir:

Yapılan iş, basitçe, yolun başlangıç ​​ve bitiş noktalarındaki bu potansiyelin değerindeki farktır. Bu noktalar tarafından verilirse x = a ve x = b, sırasıyla:

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Kimya mühendisliğinde matematiksel yöntemler, V.G.Jenson ve G.V. Jeffreys, p211
  2. ^ Vektör hesabı, Marsden ve Tromba, p288
  3. ^ Mühendislik mekaniği, Kumar, s104
  4. ^ Matematik: Erken Transandantal Fonksiyonlar, Larson, Hostetler, Edwards, s1055
  5. ^ Geroch, Robert (1981). A'dan B'ye genel görelilik. Chicago Press Üniversitesi. s. 181. ISBN  0-226-28864-1., Bölüm 7, sayfa 181

Dış bağlantılar