ومع ذلك، بسبب تفاعل النقطتين A وB، فإن المشتقة ليست صفرًا. كما ذكرنا أعلاه، فإن الميكانيكا لا تجيب على سؤال لماذا يؤثر وجود النقطة B على حركة النقطة A، ولكنها تنطلق من حقيقة أن مثل هذا التأثير يحدث وتحدد نتيجة هذا التأثير مع المتجه. إن تأثير النقطة B على حركة النقطة A يسمى القوة ويقال أن النقطة B تؤثر على النقطة A بقوة يمثلها المتجه

وهذه المساواة (باستخدام مصطلح "القوة") هي التي يُطلق عليها عادةً قانون نيوتن الثاني.

دع أيضًا نفس النقطة A تتفاعل مع العديد من الأشياء المادية. وكل من هذه الأشياء، لو كان هناك واحد، من شأنه أن يسبب ظهور القوة تبعا لذلك. في هذه الحالة، يُفترض ما يسمى بمبدأ استقلال عمل القوى: القوة الناجمة عن أي مصدر لا تعتمد على وجود القوى الناجمة عن مصادر أخرى. ومن الأمور الأساسية في هذا الافتراض أن القوى المطبقة على نفس النقطة يمكن إضافتها وفقًا للقواعد المعتادة لجمع المتجهات وأن القوة التي يتم الحصول عليها بهذه الطريقة تعادل القوى الأصلية. بفضل افتراض استقلال عمل القوى، يمكن استبدال العديد من التأثيرات المطبقة على نقطة مادية بفعل واحد، ممثلة على التوالي بقوة واحدة، والتي يتم الحصول عليها عن طريق الجمع الهندسي لمتجهات جميع القوى المؤثرة.

القوة هي نتيجة تفاعل الأشياء المادية. هذا يعني أنه إذا كان بسبب وجود النقطة B، فإنه على العكس من ذلك بسبب وجود النقطة A. يتم تحديد العلاقة بين القوى من خلال مسلمة نيوتن الثالثة (القانون). وفقًا لهذه الافتراض، أثناء التفاعل بين الأشياء المادية، تعمل القوى المتساوية في الحجم على طول نفس الخط المستقيم، ولكنها موجهة إلى جوانب متقابلة. ويصاغ هذا القانون في بعض الأحيان بإيجاز على النحو التالي: "كل فعل مساوٍ ومعاكس لرد فعله".

هذا البيان هو افتراض جديد. وهي لا تنشأ بأي شكل من الأشكال من الافتراضات الأولية السابقة، وبشكل عام، يمكن بناء الميكانيكا بدون هذه المسلمة أو بصيغة مختلفة لها.

عند النظر في نظام النقاط المادية، فمن المناسب تقسيم جميع القوى المؤثرة على نقاط النظام قيد النظر إلى فئتين. تشمل الفئة الأولى القوى التي تنشأ نتيجة لتفاعلات النقاط المادية الموجودة في نظام معين. تسمى القوى من هذا النوع بالداخلية. تسمى القوى الناشئة عن التأثير على النقاط المادية للنظام قيد النظر للأشياء المادية الأخرى غير المدرجة في هذا النظام بالقوى الخارجية.

2. عمل القوة.

نحصل على التعبير عن المنتجات العددية من خلال إسقاطات العوامل على محاور الإحداثيات

(18)

إذا تم التعبير عن إسقاطات القوى وزيادات الإحداثيات من خلال نفس المعلمة العددية (على سبيل المثال، من خلال الوقت t أو، في حالة نظام يتكون من نقطة واحدة، من خلال الإزاحة الأولية)، فإن الكميات الموجودة على الجانبين الأيمن من المساواة ( يمكن تمثيل 17) و(18) كوظائف لهذه المعلمة مضروبة في تفاضلها، ويمكن دمجها على هذه المعلمة، على سبيل المثال عبر t في النطاق من إلى . تتم الإشارة إلى نتيجة التكامل وتسمى الشغل الإجمالي للقوة والشغل الإجمالي لقوى النظام في الوقت المناسب، على التوالي.

عند حساب الشغل الأولي والإجمالي لجميع قوى النظام، يجب أن تؤخذ في الاعتبار جميع القوى الخارجية والداخلية. إن حقيقة أن القوى الداخلية متساوية وموجهة بشكل معاكس غير مهمة، لأنه عند حساب العمل، يلعب إزاحة النقاط دورًا أيضًا، وبالتالي فإن عمل القوى الداخلية، بشكل عام، يختلف عن الصفر.

دعونا نفكر في حالة خاصة عندما يمكن تمثيل الكميات الموجودة على الجانب الأيمن من المتساويتين (17) و(18) على شكل تفاضلات كاملة

وفي هذه الحالة، من الطبيعي أيضًا قبول الرموز والتعريفات المقدمة أعلاه:

من التساويات (21) و (22) يترتب على ذلك أنه في تلك الحالات التي يكون فيها الشغل الأولي هو التفاضل الكلي لبعض الوظائف Ф، فإن الشغل على أي فترة محدودة يعتمد فقط على قيم Ф في البداية والنهاية من هذا الفاصل الزمني ولا يعتمد على القيم المتوسطة لـ Ф ، أي على كيفية حدوث الحركة.

3. مجال القوة.

دعونا نفكر أولاً في الحالة التي يتم فيها دراسة حركة نقطة واحدة وبالتالي يتم أخذ قوة واحدة فقط في الاعتبار، اعتمادًا على موضع النقطة. في مثل هذه الحالات، لا يرتبط ناقل القوة بالنقطة التي يتم فيها التأثير، ولكن بنقاط في الفضاء. من المفترض أنه مع كل نقطة في الفضاء، محددة في بعض الإطار المرجعي بالقصور الذاتي، هناك رحيق مرتبط يمثل القوة التي من شأنها أن تؤثر على النقطة المادية إذا تم وضع الأخيرة في هذه النقطة في الفضاء. وبالتالي، يُعتقد تقليديًا أن الفضاء "مملوء" بالمتجهات في كل مكان. تسمى هذه المجموعة من المتجهات مجال القوة.

يقال إن مجال القوة ثابت إذا كانت القوى المعنية لا تعتمد بشكل صريح على الزمن. وبخلاف ذلك، يسمى مجال القوة غير ثابت.

يُطلق على الحقل اسم الإمكانات إذا كانت هناك دالة عددية لإحداثيات نقطة (وربما الوقت) بحيث تكون المشتقات الجزئية لهذه الوظيفة فيما يتعلق بإسقاطات القوة F على x وy مساوية لها والمحاور z على التوالي:

نظرًا لحقيقة أن القوة F هي دالة لنقطة في الفضاء، أي الإحداثيات، وربما الزمن، فإن إسقاطاتها هي أيضًا دوال للمتغيرات.

تسمى الوظيفة، إذا كانت موجودة، وظيفة القوة. بالطبع، دالة القوة غير موجودة لكل مجال قوة، وشروط وجودها، أي شروط كون المجال محتمل، لا يتم شرحها في مقرر الرياضيات وتتحدد بالمعادلات

عند دراسة حركة النقاط المتفاعلة N، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار وجود قوى N المؤثرة عليها. في هذه الحالة، يتم تقديم مساحة ذات أبعاد إحداثيات النقطة. تحديد نقطة في هذا الفضاء يحدد موقع جميع النقاط المادية N للنظام قيد الدراسة. بعد ذلك، يتم وضع متجه ثلاثي الأبعاد مع الإحداثيات في الاعتبار ويُفترض تقليديًا أن الفضاء متعدد الأبعاد مملوء بكثافة بهذه المتجهات في كل مكان. ومن ثم فإن تحديد نقطة في هذا الفضاء ذي الأبعاد لا يحدد موقع جميع النقاط المادية بالنسبة للنظام المرجعي الأصلي فحسب، بل يحدد أيضًا جميع القوى المؤثرة على النقاط المادية للنظام. يُطلق على مجال القوة ذو الأبعاد هذا اسم الإمكانية إذا كانت هناك دالة قوة Ф لجميع الإحداثيات من هذا القبيل

إذا كان من الممكن تمثيل القوى كمجموع فترتين

بحيث تحقق المصطلحات العلاقات (24)، لكن المصطلحات لا تلبيها، تسمى قوى محتملة غير محتملة.

يسمى نظام النقاط المادية محافظًا إذا كانت هناك وظيفة قوة لا تعتمد بشكل صريح على الوقت (مجال القوة ثابت) بحيث تلبي جميع القوى المؤثرة على النقاط العلاقات (24).

العمل الأولي لقوى النظام المحافظ

من الملائم تقديمه في شكل مختلف، معبرًا عن المنتجات العددية من خلال إسقاطات ناقلات العوامل (الصيغة (18)). ومع الأخذ في الاعتبار وجود دالة القوة Ф، فبموجب (23) نحصل على

أي أن الشغل الأولي يساوي التفاضل الكلي لدالة القوة

وبالتالي، عند تحريك نظام محافظ، يتم التعبير عن العمل الأولي من خلال التفاضل الكلي لبعض الوظائف، وبالتالي

الأسطح الفائقة

تسمى الأسطح المستوية

في الصيغة (26)، الرموز والقيم المتوسطة لـ Ф في لحظات بداية الحركة ونهايتها. لذلك، بالنسبة لأي حركة للنظام، فإن بدايتها تتوافق مع نقطة تقع على سطح المستوى

والنهاية نقطة على سطح المستوى

يتم حساب العمل باستخدام الصيغة (26). وبالتالي، عندما يتحرك نظام محافظ، فإن العمل لا يعتمد على المسار، بل فقط على الأسطح المستوية التي بدأت الحركة وانتهت منها. وعلى وجه الخصوص، يكون الشغل صفراً إذا بدأت الحركة وانتهت على نفس السطح المستوي.

ميدان القوة- جزء من الفضاء (محدود أو غير محدود)، عند كل نقطة يتم التأثير على جسيم مادي موضوع فيه بواسطة قوة محددة من حيث الحجم والاتجاه، اعتمادًا على الإحداثيات فقط س، ص، ضهذه النقطة. هذا S. ص. ثابت؛ إذا كانت شدة المجال تعتمد أيضًا على الوقت، فسيتم استدعاء S. p. غير ثابتة إذا كانت القوة في جميع نقاط القوة الخطية لها نفس القيمة، أي أنها لا تعتمد على الإحداثيات أو الوقت، يتم استدعاء القوة. متجانس.

يمكن تحديد ثابتة S. ص بواسطة المعادلات

أين الفوركس، السنة المالية، Fz- توقعات شدة المجال F.

إذا كانت هذه الوظيفة موجودة يو(س، ذ، z) تسمى دالة القوة، أي أن الشغل الأولي لقوى المجال يساوي التفاضل الكلي لهذه الدالة، ثم تسمى S. p. محتمل. في هذه الحالة، يتم تحديد العنصر S. بواسطة وظيفة واحدة يو(س، ذ، ض)، ويمكن تحديد القوة F من خلال هذه الدالة عن طريق المساواة:

أو . شرط وجود دالة قوة لعنصر S معين هو ذلك

أو . عند التحرك في نقطة S محتملة من نقطة ما م 1 (س 1 ، ص 1 ، ض 1)بالضبط م2 (×2، ص2، ض 2) يتم تحديد عمل القوى الميدانية بالمساواة ولا يعتمد على نوع المسار الذي تتحرك فيه نقطة تطبيق القوة.

الأسطح يو(س، ذ, z) = const، حيث تحافظ الوظيفة على الوضع. يعني دعا الأسطح المستوية. يتم توجيه القوة عند كل نقطة من نقاط المجال بشكل طبيعي إلى السطح المستوي الذي يمر عبر هذه النقطة؛ عند التحرك على طول سطح المستوى، يكون الشغل الذي تبذله قوى المجال صفرًا.

أمثلة على المجالات الثابتة المحتملة: مجال الجاذبية الموحد U = -mgz، أين ت- كتلة الجسيم المتحرك في الميدان، ز- تسارع الجاذبية (المحور ضموجهة عموديا إلى أعلى)؛ مجال الجاذبية النيوتوني، الذي U = كم/صحيث ص = - المسافة من مركز الثقل، ك - معامل ثابت لمجال معين. بدلاً من وظيفة الطاقة، يمكن للمرء أن يدخل كخاصية لـ S محتمل. الطاقة الكامنة P المرتبطة شمدمن ف(س، ذ، ض)= = -يو(س، ذ، ض). تم تبسيط دراسة حركة الجسيم في مجال مغناطيسي محتمل (في غياب القوى الأخرى) بشكل كبير، لأنه في هذه الحالة ينطبق قانون حفظ الميكانيكا. الطاقة، مما يجعل من الممكن إقامة علاقة مباشرة بين سرعة الجسيم وموقعه في النظام الشمسي. مع. م. خطوط الكهرباء- مجموعة من المنحنيات التي تميز التوزيع المكاني لمجال القوى المتجه؛ يتزامن اتجاه متجه المجال عند كل نقطة مع مماس الخط. وهكذا فإن مستوى S. l. مجال المتجهات التعسفي أ (س، ص، ض) مكتوبة بالشكل:

الكثافة S. ل. يميز شدة (حجم) مجال القوة. مساحة من الفضاء محدودة بخطوط خطية متقاطعة مع الخطوط. منحنى مغلق يسمى أنبوب الطاقة. س.ل. حقول دوامة مغلقة. س.ل. تبدأ الحقول المحتملة عند منابع الحقل وتنتهي عند مصارفه (مصادر الإشارة السالبة).

مفهوم S. ل. قدمه إم فاراداي أثناء دراسة المغناطيسية، ثم تم تطويره بشكل أكبر في أعمال جي سي ماكسويل حول الكهرومغناطيسية. وفقًا لأفكار فاراداي وماكسويل، في الفضاء الذي يتخلله S. l. كهربائي وماج. المجالات، وهناك الميكانيكية الضغوط المقابلة للتوتر على طول الخط S. والضغط عليهم. رياضيا، يتم التعبير عن هذا المفهوم كما موتر الإجهاد ماكسويلالمجن. مجالات.

جنبا إلى جنب مع استخدام مفهوم S. l. في كثير من الأحيان يتحدثون ببساطة عن خطوط المجال: الكثافة الكهربائية. مجالات ه، الحث المغناطيسي مجالات فيإلخ، دون إجراء خاص التركيز على علاقة هذه الأصفار بالقوى.

المجال المادي- شكل خاص من المادة يربط جزيئات المادة وينقل (بسرعة محدودة) تأثير بعض الأجسام على الأجسام الأخرى. كل نوع من التفاعل في الطبيعة له مجاله الخاص. ميدان القوةهي منطقة من الفضاء يؤثر فيها جسم مادي موضوع بقوة تعتمد (في الحالة العامة) على الإحداثيات والزمن. يسمى مجال القوة ثابت،إذا كانت القوى المؤثرة فيه لا تعتمد على الزمن. مجال القوة، عند أي نقطة تكون للقوة المؤثرة على نقطة مادية معينة نفس القيمة (من حيث المقدار والاتجاه)، هو متجانس.

يمكن وصف مجال القوة خطوط الكهرباء.وفي هذه الحالة تحدد مماسات خطوط المجال اتجاه القوة في هذا المجال، وتتناسب كثافة خطوط المجال مع حجم القوة.

أرز. 1.23.

وسطتسمى القوة التي يمر خط عملها في جميع المواضع بنقطة معينة تسمى مركز القوة (النقطة عنفي التين. 1.23).

المجال الذي تعمل فيه القوة المركزية هو مجال القوة المركزية. حجم القوة و (ص)،التأثير على نفس الجسم المادي (نقطة مادية، جسم، شحنة كهربائية، إلخ) في نقاط مختلفة من هذا المجال، يعتمد فقط على المسافة r من مركز القوى، أي.

(- متجه الوحدة في اتجاه المتجه ز). كل السلطة

أرز. 1.24. التمثيل التخطيطي على متن الطائرة xOyمجال موحد

خطوط هذا المجال تمر عبر نقطة واحدة (القطب) O؛ إن عزم القوة المركزية في هذه الحالة بالنسبة للقطب يساوي الصفر م0(ف) = з 0. وتشمل الحقول المركزية مجالات الجاذبية وكولوم (والقوى، على التوالي).

يوضح الشكل 1.24 مثالاً على مجال قوة موحد (إسقاطه المسطح): عند كل نقطة من هذا المجال، تكون القوة المؤثرة على نفس الجسم هي نفسها من حيث الحجم والاتجاه، أي.

أرز. 1.25. التمثيل التخطيطي على xOyمجال غير متجانس

ويبين الشكل 1.25 مثالاً لحقل غير منتظم فيه F (X,

ذ، ض) *? ثابت و

ولا تساوي صفر 1. كثافة خطوط المجال في مناطق مختلفة من هذا المجال ليست هي نفسها - في المنطقة الموجودة على اليمين يكون الحقل أقوى.

يمكن تقسيم جميع القوى في الميكانيكا إلى مجموعتين: القوى المحافظة (المؤثرة في المجالات المحتملة) والقوى غير المحافظة (أو المبددة). يتم استدعاء القوات محافظ (أو المحتملة)إذا كان عمل هذه القوى لا يعتمد لا على شكل مسار الجسم الذي تؤثر عليه، ولا على طول المسار في منطقة تأثيرها، بل يتحدد فقط من خلال المواضع الأولية والنهائية من نقاط الحركة في الفضاء. مجال القوى المحافظة يسمى محتمل(أو المحافظ) المجال.

دعونا نوضح أن الشغل الذي تبذله القوى المحافظة على طول حلقة مغلقة يساوي صفرًا. للقيام بذلك، نقسم المسار المغلق بشكل تعسفي إلى قسمين a2و ب2(الشكل 1.25). بما أن القوى محافظة إذن L 1a2 = أ ر.على الجانب الآخر أ 1ب2 = -أ ث.ثم العش = أ1أ2 + أ ث = = أ أ2 - أ ب2 = 0، وهو ما يحتاج إلى إثبات. والعكس صحيح أيضاً

أرز. 1.26.

بيان: إذا كان عمل القوى على طول كفاف مغلق اعتباطي φ يساوي الصفر، فإن القوى متحفظة والمجال محتمل. تتم كتابة هذا الشرط كتكامل كفاف

أرز. 1.27.

وهو ما يعني: في المجال المحتمل، يكون دوران المتجه F على طول أي كفاف مغلق L مساويًا للصفر.

يعتمد عمل القوى غير المحافظة في الحالة العامة على كل من شكل المسار وطول المسار. ومن أمثلة القوى غير المحافظة قوى الاحتكاك والمقاومة.

ولنبين أن جميع القوى المركزية تنتمي إلى فئة القوى المحافظة. في الواقع (الشكل 1.27)، إذا كانت القوة Fالمركزي، ثم يمكن أن يكون

1 يظهر في الشكل. 1.23 مجال القوة المركزية هو أيضًا مجال غير متجانس.

وضعت في النموذج في هذه الحالة، العمل الأولي للقوة F

عند النزوح الأولي د/ سيكون هناك أو

دا = F(r)دلكوس а = F(r)الدكتور (منذ rdl = rdlكوس أ، د/ كوس أ = د). ثم العمل

حيث /(r) هي دالة المشتق العكسي.

ومن التعبير الناتج يتضح أن العمل أعلىالقوة المركزية Fيعتمد فقط على نوع الوظيفة و(ص)والمسافات ز (و r 2 نقطتين 1 و 2 من مركز القوة O ولا يعتمد على طول المسار من 1 إلى 2 مما يعكس الطبيعة المحافظة للقوى المركزية.

الدليل أعلاه عام لأي قوى ومجالات مركزية، وبالتالي فهو يغطي القوى المذكورة أعلاه - الجاذبية وكولوم.

وفي أدب الخيال العلمي، وكذلك في أدب النوع الخيالي، الذي يشير إلى حاجز غير مرئي معين (أقل وضوحا في كثير من الأحيان)، وتتمثل وظيفته الرئيسية في حماية منطقة أو هدف معين من الاختراقات الخارجية أو الداخلية. قد تعتمد هذه الفكرة على مفهوم المجال المتجه. في الفيزياء، هذا المصطلح له أيضًا عدة معانٍ محددة (انظر مجال القوة (الفيزياء)).

مجالات القوة في الأدب

إن مفهوم "مجال القوة" شائع جدًا في الأعمال الخيالية والأفلام وألعاب الكمبيوتر. وفقًا للعديد من الأعمال الخيالية، تتمتع مجالات القوة بالخصائص والخصائص التالية وتستخدم أيضًا للأغراض التالية.

• حاجز طاقة جوي يسمح لك بالعمل في غرف مفتوحة ومتصلة بالفراغ (على سبيل المثال، الفراغ الفضائي). يحافظ مجال القوة على الجو داخل الغرفة ويمنعه من مغادرة الغرفة: وفي الوقت نفسه، يمكن للأجسام الصلبة والسائلة المرور بحرية في كلا الاتجاهين
• حاجز يحمي من هجمات العدو المختلفة، سواء كانت هجمات بالطاقة (بما في ذلك الشعاع)، أو بأسلحة حركية أو طوربيد.
• إمساك (منع مغادرة) الهدف ضمن المساحة المحددة بمجال القوة.
• يمنع النقل الآني لقوات العدو (وأحيانًا الصديقة) إلى سفينة أو قاعدة عسكرية وما إلى ذلك.
• حاجز يمنع انتشار بعض المواد في الهواء، كالغازات والأبخرة السامة. (غالبًا ما يكون هذا أحد أنواع التكنولوجيا المستخدمة لإنشاء حاجز بين الفضاء والجزء الداخلي للسفينة/المحطة الفضائية.
• وسيلة لإطفاء الحريق تحد من تدفق الهواء (والأكسجين) إلى منطقة الحريق - تنطفئ النار تمامًا بعد أن استهلكت كل الأكسجين المتاح (أو أي غاز مؤكسد قوي آخر) في المنطقة المغلقة بحقل القوة.
• درع لحماية شيء ما من القوى الطبيعية أو من صنع الإنسان (بما في ذلك الأسلحة). على سبيل المثال، في Star Control، في بعض المواقف يمكن أن يكون مجال القوة كبيرًا بما يكفي لتغطية الكوكب بأكمله.
• يمكن استخدام مجال القوة لإنشاء مساحة معيشة مؤقتة في مكان غير صالح للسكن في البداية بالنسبة للكائنات الذكية التي تستخدمه (على سبيل المثال، في الفضاء أو تحت الماء).
• كإجراء أمني لتوجيه شخص ما أو شيء ما في الاتجاه الصحيح للقبض عليه.
• بدلاً من أبواب وقضبان الزنازين في السجون.
• في سلسلة الخيال العلمي ستار تريك: الجيل القادم، كانت أقسام المركبة الفضائية تحتوي على مولدات مجال قوة داخلية تسمح للطاقم بتنشيط مجالات القوة لمنع أي مادة أو طاقة من المرور عبرها. كما تم استخدامها كـ "نوافذ" تفصل فراغ الفضاء عن الغلاف الجوي الصالح للسكن، للحماية من انخفاض الضغط بسبب الضرر أو التدمير المحلي للجسم الرئيسي للسفينة.
• يمكن لمجال القوة أن يغطي سطح جسم الإنسان بالكامل للحماية من التأثيرات الخارجية. على وجه الخصوص، ستار تريك: سلسلة الرسوم المتحركة، يستخدم رواد فضاء الاتحاد بدلات مجال الطاقة بدلاً من البدلات الميكانيكية. وفي Stargate تظهر دروع الطاقة الشخصية.

مجالات القوة في التفسير العلمي

ملحوظات

روابط

• (باللغة الإنجليزية) مقال "مجال القوة" على موقع Memory Alpha، وهو موقع ويكي عن عالم سلسلة Star Trek
• (باللغة الإنجليزية) مقال "علم الحقول" على موقع Stardestroyer.net
• (باللغة الإنجليزية) "الجدران غير المرئية" الكهروستاتيكية - رسالة من الندوة الصناعية حول الكهروستاتيكية

الأدب

• أندروز، دانا ج.(2004/07/13). "الأشياء التي يجب القيام بها أثناء السفر عبر الفضاء بين النجوم" (PDF) في مؤتمر ومعرض الدفع المشترك الأربعون AIAA/ASME/SAE/ASEE.. AIAA 2004-3706. تم الاسترجاع 2008-12-13.
• مارتن، أ.ر. (1978). "القصف بالمواد البيننجمية وتأثيراته على المركبة، التقرير النهائي لمشروع ديدالوس."

ميدان القوة

جزء من الفضاء، تعمل عند كل نقطة منه قوة ذات حجم واتجاه معين على جسيم موضوع هناك، اعتمادًا على إحداثيات هذه النقطة، وأحيانًا في الوقت المناسب. في الحالة الأولى، يسمى مجال القوة ثابتا، وفي الثانية - غير ثابت.

ميدان القوة

جزء من الفضاء (محدود أو غير محدود)، عند كل نقطة تعمل قوة ذات حجم واتجاه معين على جسيم مادي موضوع هناك، اعتمادًا إما فقط على إحداثيات x، y، z لهذه النقطة، أو على الإحداثيات س، ص، ض والوقت ر . في الحالة الأولى تسمى العملية الثابتة ثابتة، وفي الحالة الثانية تسمى غير ثابتة. إذا كانت القوة في جميع نقاط المسار الخطي لها نفس القيمة، أي أنها لا تعتمد على الإحداثيات أو الوقت، فإن القوة الخطية تسمى متجانسة. يُطلق على الفضاء الذي يعتمد فيه عمل قوى المجال المؤثرة على جسيم مادي متحرك فيه فقط على الموضع الأولي والنهائي للجسيم ولا يعتمد على نوع مساره اسم الإمكانات. يمكن التعبير عن هذا العمل من خلال الطاقة الكامنة للجسيم P (x، y، z) بالمساواة A = P (x1، y1، z)

≈ ف (x2، y2، ض

حيث إحداثيات x1 وy1 وz1 وx2 وy2 وz2 ≈ للمواضع الأولية والنهائية للجسيم على التوالي. عندما يتحرك الجسيم في الفضاء المحتمل تحت تأثير القوى الميدانية فقط، يحدث قانون الحفاظ على الطاقة الميكانيكية، مما يجعل من الممكن إقامة العلاقة بين سرعة الجسيم وموقعه في المجال.

أمثلة على مجالات الجاذبية المحتملة: مجال الجاذبية الموحد، حيث P = mgz، حيث m ≈ كتلة الجسيمات، g ≈ تسارع الجاذبية (يتم توجيه المحور z عموديًا إلى الأعلى)؛ مجال الجاذبية النيوتوني، حيث P = ≈ fm/r، حيث r ≈ مسافة الجسيم من مركز الجاذبية، f ≈ ثابت المعامل لمجال معين.

المميز فنياً:

• مجالات القوة الثابتة، والتي يمكن أن يعتمد حجمها واتجاهها فقط على نقطة في الفضاء (الإحداثيات x، y، z)، و
• مجالات القوة غير الثابتة، اعتمادًا أيضًا على اللحظة الزمنية t.

• مجال القوة الموحدة، حيث تكون القوة المؤثرة على جسيم الاختبار هي نفسها في جميع النقاط في الفضاء و

• مجال القوة غير المتجانسة، الذي لا يملك هذه الخاصية.

أبسط دراسة هي مجال القوة المتجانسة الثابتة، ولكنها تمثل أيضًا الحالة الأقل عمومية.

ميدان القوة

مجال القوة هو مصطلح متعدد المعاني يستخدم في المعاني التالية:

• ميدان القوة- مجال ناقلات القوى في الفيزياء؛
• ميدان القوة- نوع من الحاجز غير المرئي، وظيفته الأساسية حماية منطقة معينة أو هدف معين من الاختراقات الخارجية أو الداخلية.

مجال القوة (خيال)

ميدان القوةأو درع الطاقةأو الدرع الواقي- مصطلح واسع الانتشار في أدب الخيال والخيال العلمي، وكذلك في أدب النوع الخيالي، يدل على حاجز غير مرئي، وتتمثل وظيفته الرئيسية في حماية بعض المناطق أو الأهداف من الاختراقات الخارجية أو الداخلية. يمكن أن تعتمد هذه الفكرة على مفهوم المجال المتجه. في الفيزياء، هذا المصطلح له أيضًا عدة معانٍ محددة (انظر مجال القوة).