Силовые поля

Все взаимодействия осуществляются посредством особой формы материи - физическим полем. Оно может быть векторным или скалярным. Физическое поле связывает тела в единые системы и передает взаимодействие с конечной скоростью (в вакууме - со скоростью света). Поле, проявляющее себя в действии сил на различные тела, называют силовым полем. Каждое тело создает вокруг себя поле.

Силовому полю как одной из форм материи присущи ее свойства: пространственно-временная протяженность, инертность, движение, энергия, импульс.

Неизменяющееся со временем силовое поле называется стационарным; в противном случае - нестационарным. Если силы, действующие на тело, во всех точках поля одинаковы по модулю и направлению ( ), поле называют однородным.

Силовое поле, в котором работа сил поля зависит только от начального и конечного положений тела и не зависит от вида его траектории, называется потенциальным. Отличительной особенностью потенциального поля является равенство работы по произвольной замкнутой траектории (по замкнутому контуру ) нулю: (4.1)

где - элементарное перемещение тела.

В физике рассматриваются три вида фундаментальных силовых полей: гравитационное, электромагнитное и ядерное.

Для случая, изображенного на рис. 3.4., момент силы направлен вдоль оси вращения от нас – обозначено . Модуль момента силы

. (3.32)

Единица измерения момента силы .

Для вывода основного уравнения вращательного движения воспользуемся выражением для момента импульса . Продифференцируем его:

,

. (3.33)

При выводе (3.33) учтено, что и .

Соотношение (3.33) носит название основного уравнения вращательного движения.

Если тело в процессе вращения не деформируется, а масса не изменяется, то

; (3.34)

где – вектор углового ускорения.