Tomēr punktu A un B mijiedarbības dēļ atvasinājums nav nulle. Kā minēts iepriekš, mehānika neatbild uz jautājumu, kāpēc punkta B klātbūtne ietekmē punkta A kustību, bet gan izriet no fakta, ka šāda ietekme notiek, un identificē šīs ietekmes rezultātu ar vektoru. Punkta B ietekmi uz punkta A kustību sauc par spēku un saka, ka punkts B iedarbojas uz punktu A ar spēku, ko attēlo vektors

Tieši šo vienlīdzību (izmantojot terminu “spēks”) parasti sauc par Ņūtona otro likumu.

Tālāk ļaujiet tam pašam punktam A mijiedarboties ar vairākiem materiāliem objektiem. Katrs no šiem objektiem, ja tāds būtu, attiecīgi izraisītu spēka rašanos. Šajā gadījumā tiek postulēts tā sauktais spēku darbības neatkarības princips: jebkura avota radīts spēks nav atkarīgs no citu avotu radīto spēku klātbūtnes. Galvenais šajā jautājumā ir pieņēmums, ka spēkus, kas pielikti vienam un tam pašam punktam, var saskaitīt saskaņā ar parastajiem vektoru saskaitīšanas noteikumiem un ka šādi iegūtais spēks ir līdzvērtīgs sākotnējiem. Pateicoties spēku darbības neatkarības pieņēmumam, daudzas materiālam punktam pieliktās ietekmes var aizstāt ar vienu ietekmi, attiecīgi attēlojot ar vienu spēku, ko iegūst, ģeometriski summējot visu darbojošos spēku vektorus.

Spēks ir materiālo objektu mijiedarbības rezultāts. Tas nozīmē, ka, ja punkta B klātbūtnes dēļ, tad, otrādi, punkta A klātbūtnes dēļ. Spēku attiecības nosaka Ņūtona trešais postulāts (likums). Saskaņā ar šo postulātu materiālo objektu mijiedarbības laikā spēki un ir vienādi pēc lieluma, darbojas pa vienu un to pašu taisni, bet ir vērsti uz pretējām pusēm. Šis likums dažkārt tiek īsi formulēts šādi: "katra darbība ir vienāda un pretēja tās reakcijai."

Šis apgalvojums ir jauns postulāts. Tas nekādā veidā neizriet no iepriekšējiem sākotnējiem pieņēmumiem, un, vispārīgi runājot, ir iespējams konstruēt mehāniku bez šī postulāta vai ar citu tā formulējumu.

Apsverot materiālo punktu sistēmu, ir ērti visus spēkus, kas iedarbojas uz aplūkojamās sistēmas punktiem, sadalīt divās klasēs. Pirmajā klasē ietilpst spēki, kas rodas noteiktā sistēmā iekļauto materiālo punktu mijiedarbības dēļ. Šāda veida spēkus sauc par iekšējiem. Spēkus, kas rodas citu šajā sistēmā neiekļauto materiālo objektu ietekmes dēļ uz aplūkojamās sistēmas materiālajiem punktiem, sauc par ārējiem.

2. Spēka darbs.

Izsakot skalāros reizinājumus, izmantojot faktoru projekcijas uz koordinātu asīm, mēs iegūstam

(18)

Ja spēku un koordinātu pieauguma projekcijas tiek izteiktas ar vienu un to pašu skalāro parametru (piemēram, caur laiku t vai, ja sistēma sastāv no viena punkta, ar elementāru nobīdi), tad lielumus vienādību labajās pusēs ( 17) un (18) var attēlot kā šī parametra funkcijas, kas reizinātas ar tā diferenciāli, un var tikt integrētas virs šī parametra, piemēram, virs t diapazonā no līdz . Integrācijas rezultāts tiek apzīmēts un nosaukts attiecīgi par kopējo spēka darbu un sistēmas kopējo spēku darbu laikā.

Aprēķinot visu sistēmas spēku elementāro un kopējo darbu, ir jāņem vērā visi spēki, gan ārējie, gan iekšējie. Tas, ka iekšējie spēki ir pa pāriem vienādi un vērsti pretēji, izrādās mazsvarīgi, jo, aprēķinot darbu, lomu spēlē arī punktu pārvietošanās, un tāpēc iekšējo spēku darbs, vispārīgi runājot, atšķiras no nulles.

Apskatīsim īpašu gadījumu, kad lielumus vienādību (17) un (18) labajā pusē var attēlot kā kopējās atšķirības

Šajā gadījumā ir arī dabiski pieņemt iepriekš ieviestos apzīmējumus un definīcijas:

No vienādībām (21) un (22) izriet, ka tajos gadījumos, kad elementārais darbs ir kādas funkcijas Ф kopējā diferenciāle, darbs jebkurā ierobežotā intervālā ir atkarīgs tikai no Ф vērtībām sākumā un beigās. no šī intervāla un nav atkarīgs no Ф starpvērtībām, t.i., no tā, kā kustība notika.

3. Spēka lauks.

Vispirms apskatīsim gadījumu, kad tiek pētīta viena punkta kustība un tāpēc tiek aplūkots tikai viens spēks atkarībā no punkta stāvokļa. Šādos gadījumos spēka vektors ir saistīts nevis ar punktu, uz kuru tiek veikts trieciens, bet gan ar punktiem telpā. Tiek pieņemts, ka ar katru telpas punktu, kas definēts kādā inerciālā atskaites sistēmā, ir saistīts nektors, kas attēlo spēku, kas iedarbotos uz materiālo punktu, ja pēdējais tiktu novietots šajā telpas punktā. Tādējādi parasti tiek uzskatīts, ka telpa visur ir “piepildīta” ar vektoriem. Šo vektoru kopu sauc par spēka lauku.

Tiek uzskatīts, ka spēka lauks ir nekustīgs, ja attiecīgie spēki nav tieši atkarīgi no laika. Pretējā gadījumā spēka lauku sauc par nestacionāru.

Lauku sauc par potenciālu, ja ir tāda punkta (un, iespējams, laika) koordinātu skalāra funkcija, ka šīs funkcijas daļējie atvasinājumi attiecībā pret un ir vienādi ar spēka F projekcijām uz x, y. un z asis, attiecīgi:

Sakarā ar to, ka spēks F ir telpas punkta, t.i., koordinātu un, iespējams, laika funkcija, tā projekcijas ir arī mainīgo funkcijas.

Funkciju, ja tāda pastāv, sauc par spēka funkciju. Protams, spēka funkcija neeksistē katram spēka laukam, un tās pastāvēšanas nosacījumi, t.i., nosacījumi tam, ka lauks ir potenciāls, matemātikas kursā nav izskaidroti un tiek noteikti ar vienādībām.

Pētot N mijiedarbojošo punktu kustību, jāņem vērā N spēku klātbūtne, kas uz tiem iedarbojas. Šajā gadījumā tiek ieviesta punktu koordinātu -dimensiju telpa. Punkta norādīšana šajā telpā nosaka visu pētāmās sistēmas N materiālo punktu atrašanās vietu. Tālāk tiek ņemts vērā -dimensiju vektors ar koordinātām, un parasti tiek pieņemts, ka -dimensiju telpa visur ir blīvi piepildīta ar šādiem vektoriem. Tad, norādot punktu šajā dimensiju telpā, tiek noteikts ne tikai visu materiālo punktu stāvoklis attiecībā pret sākotnējo atskaites sistēmu, bet arī visi spēki, kas iedarbojas uz sistēmas materiālajiem punktiem. Šādu -dimensionālu spēka lauku sauc par potenciālu, ja visām koordinātām ir tāda spēka funkcija Ф, ka

Ja spēkus var attēlot kā divu terminu summu

lai termini apmierina attiecības (24), bet termini tās neapmierina, tos sauc par potenciālajiem, nepotenciālajiem spēkiem.

Materiālo punktu sistēmu sauc par konservatīvu, ja pastāv spēka funkcija, kas nav tieši atkarīga no laika (spēka lauks ir nekustīgs) un tāda, ka visi spēki, kas iedarbojas uz punktiem, apmierina attiecības (24).

Konservatīvās sistēmas spēku elementārs darbs

ir ērti to pasniegt citā formā, skalāros reizinājumus izsakot caur faktoru vektoru projekcijām (formula (18)). Ņemot vērā spēka funkcijas Ф esamību, pēc (23) iegūstam

i., elementārais darbs ir vienāds ar spēka funkcijas kopējo diferenciāli

Tādējādi, pārvietojot konservatīvu sistēmu, elementārais darbs tiek izteikts ar kādas funkcijas kopējo diferenciāli, un tāpēc

Hipervirsmas

sauc par līdzenām virsmām.

Formulā (26) simboli un apzīmē Ф vērtības kustības sākuma un beigu brīdī. Tāpēc jebkurai sistēmas kustībai, kuras sākums atbilst punktam, kas atrodas uz līmeņa virsmas

un beigas ir punkts uz līmeņa virsmas

darbu aprēķina pēc formulas (26). Līdz ar to, konservatīvai sistēmai kustoties, darbs nav atkarīgs no ceļa, bet tikai no tā, uz kādām līmeņa virsmām kustība sākās un beidzās. Jo īpaši darbs ir nulle, ja kustība sākas un beidzas uz vienas un tās pašas līmeņa virsmas.

SPĒKA LAUKS- telpas daļa (ierobežota vai neierobežota), katrā punktā uz tur novietotu materiāla daļiņu iedarbojas skaitliskā lielumā un virzienā noteikts spēks, atkarībā tikai no koordinātām x, y, zšis punkts. Šo S. p. stacionārs; ja lauka stiprums ir atkarīgs arī no laika, tad tiek izsaukts S. p. nestacionārs; ja spēkam visos s.p punktos ir vienāda vērtība, t.i., tas nav atkarīgs ne no koordinātām, ne no laika, tiek izsaukts s.p. viendabīgs.

Stacionāro S. p. var norādīt ar vienādojumiem

Kur Fx, Fy, Fz- lauka intensitātes F projekcijas.

Ja tāda funkcija pastāv U(x, y, z), ko sauc par spēka funkciju, ka lauka spēku elementārais darbs ir vienāds ar šīs funkcijas kopējo diferenciāli, tad sauc S. p. potenciāls. Šajā gadījumā vienumu S. norāda viena funkcija U(x, y, z), un spēku F var noteikt ar šīs funkcijas palīdzību ar vienādībām:

vai . Nosacījums jaudas funkcijas pastāvēšanai dotajam S. postenim ir tāds

vai . Pārvietojoties potenciālā S. punktā no punkta M 1 (x 1 , y 1 , z 1) uz lietu M 2 (x 2, y 2, z 2) lauka spēku darbu nosaka vienādība un tas nav atkarīgs no trajektorijas veida, pa kuru virzās spēka pielikšanas punkts.

Virsmas U(x, y, z) = const, kam funkcija saglabā stāju. nozīmē, sauc līdzenas virsmas. Spēks katrā lauka punktā ir vērsts normāli pret līdzenu virsmu, kas iet caur šo punktu; Pārvietojoties pa līmeņa virsmu, lauka spēku veiktais darbs ir nulle.

Potenciālo statisko lauku piemēri: vienmērīgs gravitācijas lauks, kuram U = -mgz, Kur T- laukā kustīgas daļiņas masa, g- gravitācijas paātrinājums (ass z vērsta vertikāli uz augšu); Ņūtona gravitācijas lauks, kuram U = km/r, kur r = - attālums no smaguma centra, k - konstants koeficients noteiktam laukam. Jaudas funkcijas vietā var ievadīt kā potenciāla S raksturlielumu. p. potenciālā enerģija P saistīts ar U atkarība P(x, y, z)= = -U(x, y, z). Daļiņas kustības izpēte potenciālā magnētiskajā laukā (ja nav citu spēku) ir ievērojami vienkāršota, jo šajā gadījumā ir spēkā mehānikas saglabāšanas likums. enerģija, kas ļauj noteikt tiešu saikni starp daļiņas ātrumu un tās atrašanās vietu Saules sistēmā. Ar. m. ENERĢIJAS LĪNIJAS- līkņu saime, kas raksturo spēku vektora lauka telpisko sadalījumu; lauka vektora virziens katrā punktā sakrīt ar taisnes pieskari. Tādējādi līmenis S. l. patvaļīgs vektoru lauks A (x, y, z) ir rakstīti šādā formā:

Blīvums S. l. raksturo spēka lauka intensitāti (lielumu). Telpas laukums, ko ierobežo lineāras līnijas, kas krustojas ar līnijām. slēgta līkne, saukta strāvas caurule. S. l. virpuļu lauki ir slēgti. S. l. potenciālie lauki sākas pie lauka avotiem un beidzas pie tā notekas (negatīvās zīmes avoti).

Jēdziens S. l. ieviesa M. Faradejs magnētisma izpētes laikā, un pēc tam attīstīja tālāk J. C. Maxwell darbos par elektromagnētismu. Pēc Faradeja un Maksvela idejām, telpā, ko caurstrāvo S. l. elektrisks un mag. lauki, ir mehāniskie spriegumi, kas atbilst sasprindzinājumam gar S. līniju. un spiediens pār tiem. Matemātiski šis jēdziens tiek izteikts kā Maksvela stresa tensors el-magn. lauki.

Līdz ar jēdziena lietošanu S. l. biežāk viņi vienkārši runā par lauka līnijām: elektrisko intensitāti. lauki E, magnētiskā indukcija lauki IN utt., nepadarot īpašu uzsvars uz šo nulles attiecību pret spēkiem.

Fiziskais lauks- īpaša matērijas forma, kas saista vielas daļiņas un pārraida (ar ierobežotu ātrumu) dažu ķermeņu ietekmi uz citiem. Katram mijiedarbības veidam dabā ir savs lauks. Spēka lauks ir telpas apgabals, kurā uz tur novietotu materiālu ķermeni iedarbojas spēks, kas (vispārējā gadījumā) ir atkarīgs no koordinātām un laika. Spēka lauku sauc stacionārs, ja tajā iedarbojošie spēki nav atkarīgi no laika. Spēka lauks, kura jebkurā punktā spēkam, kas iedarbojas uz noteiktu materiālu punktu, ir vienāda vērtība (lielumā un virzienā), ir viendabīgs.

Var raksturot spēka lauku elektropārvades līnijas.Šajā gadījumā lauka līniju pieskares nosaka spēka virzienu šajā laukā, un lauka līniju blīvums ir proporcionāls spēka lielumam.

Rīsi. 1.23.

Centrālā sauc par spēku, kura darbības līnija visās pozīcijās iet caur noteiktu punktu, ko sauc par spēka centru (punkts PAR attēlā. 1.23).

Lauks, kurā darbojas centrālais spēks, ir centrālais spēka lauks. Spēka lielums F(r), iedarbojoties uz vienu un to pašu materiālo objektu (materiāla punktu, ķermeni, elektrisko lādiņu utt.) dažādos šāda lauka punktos, ir atkarīga tikai no attāluma r no spēku centra, t.i.

(- vienības vektors vektora virzienā G). Visa vara

Rīsi. 1.24. Shematisks attēlojums plaknē xOy viendabīgs lauks

šāda lauka taisnes iet caur vienu punktu (polu) O; centrālā spēka moments šajā gadījumā attiecībā pret polu ir identiski vienāds ar nulli M0(F) = з 0. Centrālajos ietilpst gravitācijas un Kulona lauki (un attiecīgi spēki).

Attēlā 1.24 parādīts viendabīga spēka lauka piemērs (tā plakanā projekcija): katrā šāda lauka punktā spēks, kas iedarbojas uz vienu un to pašu ķermeni, ir vienāds pēc lieluma un virziena, t.i.

Rīsi. 1.25. Shematisks attēlojums ieslēgts xOy nehomogēns lauks

1.25. attēlā parādīts neviendabīga lauka piemērs, kurā F (X,

y, z) *? konst un

un nav vienādi ar nulli 1. Lauka līniju blīvums dažādos šāda lauka apgabalos nav vienāds - labajā pusē lauks ir spēcīgāks.

Visus spēkus mehānikā var iedalīt divās grupās: konservatīvie spēki (darbojas potenciālajos laukos) un nekonservatīvie (vai izkliedējošie). Spēki tiek saukti konservatīvs (vai potenciāls) ja šo spēku darbs nav atkarīgs ne no ķermeņa trajektorijas formas, uz kuru tie iedarbojas, ne no ceļa garuma to darbības zonā, bet to nosaka tikai sākotnējā un beigu pozīcija no kustības punktiem telpā. Konservatīvo spēku lauku sauc potenciāls(vai konservatīvā) jomā.

Parādīsim, ka konservatīvo spēku paveiktais darbs slēgtā cilpā ir nulle. Lai to izdarītu, slēgto trajektoriju patvaļīgi sadalām divās daļās a2 Un b2(1.25. att.). Tā kā spēki ir konservatīvi, tad L 1a2 = A t. No otras puses A 1b2 = -A w. Tad Aish = A 1a2 + A w = = A a2 - A b2 = 0, kas bija jāpierāda. Arī otrādi ir taisnība

Rīsi. 1.26.

apgalvojums: ja spēku darbs pa patvaļīgu slēgtu kontūru φ ir vienāds ar nulli, tad spēki ir konservatīvi un lauks ir potenciāls. Šis nosacījums ir uzrakstīts kā kontūras integrālis

Rīsi. 1.27.

kas nozīmē: potenciālā laukā vektora F cirkulācija pa jebkuru slēgtu kontūru L ir vienāda ar nulli.

Nekonservatīvo spēku darbs vispārējā gadījumā ir atkarīgs gan no trajektorijas formas, gan no ceļa garuma. Nekonservatīvu spēku piemēri ir berzes un pretestības spēki.

Parādīsim, ka visi centrālie spēki pieder pie konservatīvo spēku kategorijas. Patiešām (1.27. att.), ja spēks F centrālais, tad tā var būt

1 Parādīts attēlā. 1.23 arī centrālais spēka lauks ir nehomogēns lauks.

ielikt formā Šajā gadījumā elementārs spēka darbs F

pie elementāra nobīdes d/ būs vai

dA = F(r)dlcos а = F(r) dr (kopš rdl = rdl cos a, a d/ cos a = dr). Tad strādājiet

kur /(r) ir antiderivatīvā funkcija.

No iegūtās izteiksmes ir skaidrs, ka darbs Uz augšu centrālais spēks F ir atkarīgs tikai no funkcijas veida F(r) un attālumi G ( un r 2 punkti 1 un 2 no spēka centra O un nav atkarīgs no ceļa garuma no 1 līdz 2, kas atspoguļo centrālo spēku konservatīvo raksturu.

Iepriekš minētais pierādījums ir vispārīgs visiem centrālajiem spēkiem un laukiem, tāpēc tas aptver iepriekš minētos spēkus - gravitācijas un Kulona spēkus.

Un zinātniskās fantastikas literatūrā, kā arī fantāzijas žanra literatūrā, kas apzīmē noteiktu neredzamu (retāk redzamu) barjeru, kuras galvenā funkcija ir aizsargāt noteiktu apgabalu vai mērķi no ārējas vai iekšējas iespiešanās. Šīs idejas pamatā var būt vektora lauka koncepcija. Fizikā šim terminam ir arī vairākas specifiskas nozīmes (skat. Spēka lauks (fizika)).

Spēka lauki literatūrā

Jēdziens “spēka lauks” ir diezgan izplatīts daiļliteratūras darbos, filmās un datorspēlēs. Saskaņā ar daudziem daiļliteratūras darbiem spēka laukiem ir šādas īpašības un īpašības, un tos izmanto arī šādiem mērķiem.

• Atmosfēras enerģijas barjera, kas ļauj strādāt telpās atklāti saskaroties ar vakuumu (piemēram, kosmosa vakuums). Spēka lauks notur atmosfēru telpā un neļauj tai iziet no telpas: tajā pašā laikā cietie un šķidrie priekšmeti var brīvi pārvietoties abos virzienos.
• Barjera, kas aizsargā pret dažādiem ienaidnieka uzbrukumiem, vai tie būtu uzbrukumi ar enerģijas (ieskaitot staru), kinētiskiem vai torpēdu ieročiem.
• Noturēt (neļaut atstāt) mērķi spēka lauka ierobežotajā telpā.
• Bloķē ienaidnieka (un dažreiz arī draudzīgā) karaspēka teleportāciju uz kuģi, militāro bāzi utt.
• Barjera, kas ierobežo noteiktu vielu, piemēram, toksisku gāzu un tvaiku, izplatīšanos gaisā. (Tas bieži vien ir tehnoloģiju veids, ko izmanto, lai izveidotu barjeru starp telpu un kuģa/kosmosa stacijas iekšpusi.
• Ugunsgrēka dzēšanas līdzeklis, kas ierobežo gaisa (un skābekļa) ieplūšanu ugunsgrēka zonā - uguns, patērējot visu pieejamo skābekli (vai citu spēcīgu oksidējošu gāzi) spēka lauka slēgtajā zonā, pilnībā nodziest.
• Vairogs, lai kaut ko pasargātu no dabas vai cilvēka radīto (arī ieroču) spēku iedarbības. Piemēram, Star Control dažās situācijās spēka lauks var būt pietiekami liels, lai aptvertu visu planētu.
• Spēka lauku var izmantot, lai izveidotu pagaidu dzīves telpu vietā, kas sākotnēji nav apdzīvojama saprātīgām būtnēm, kuras to izmanto (piemēram, kosmosā vai zem ūdens).
• Kā drošības pasākums, lai virzītu kādu vai kaut ko pareizajā tveršanas virzienā.
• Cietumu kameru durvju un restu vietā.
• Zinātniskās fantastikas seriālā Star Trek: The Next Generation (Zvaigžņu ceļš: nākamā paaudze) kosmosa kuģa daļām bija iekšējie spēka lauka ģeneratori, kas ļāva apkalpei aktivizēt spēka laukus, lai neļautu tiem iziet cauri viela vai enerģija. Tie tika izmantoti arī kā "logi", kas atdalīja telpas vakuumu no apdzīvojamās atmosfēras, lai aizsargātu pret spiediena samazināšanos kuģa galvenā korpusa bojājumu vai lokālas iznīcināšanas dēļ.
• Spēka lauks var pilnībā aptvert cilvēka ķermeņa virsmu, lai aizsargātu pret ārējām ietekmēm. Jo īpaši Star Trek: The Animation Series, Federācijas astronauti izmanto enerģijas lauka tērpus, nevis mehāniskos. Un Zvaigžņu vārtos parādās personīgie enerģijas vairogi.

Spēku lauki zinātniskajā interpretācijā

Piezīmes

Saites

• (angļu valodā) Raksts “Force Field” vietnē Memory Alpha, wiki par Star Trek sērijas Visumu
• (angļu valodā) Raksts "The Science of Fields" vietnē Stardestroyer.net
• (angļu val.) Elektrostatiskās "neredzamās sienas" — vēstījums no industriālā elektrostatikas simpozija

Literatūra

• Endrjūss, Dana G.(2004-07-13). “Lietas, kas jādara, braucot cauri starpzvaigžņu telpā” (PDF). 40. AIAA/ASME/SAE/ASEE kopīgā dzinējspēka konference un izstāde.. AIAA 2004-3706. Iegūts 2008-12-13.
• Mārtiņš, A.R. (1978). "Starpzvaigžņu materiāla bombardēšana un tā ietekme uz transportlīdzekli, projekta Daedalus gala ziņojums."

spēka lauks

telpas daļa, kuras katrā punktā uz tur novietotu daļiņu iedarbojas noteikta lieluma un virziena spēks atkarībā no šī punkta koordinātām un dažreiz arī laikā. Pirmajā gadījumā spēka lauku sauc par stacionāru, bet otrajā - par nestacionāru.

Spēka lauks

telpas daļa (ierobežota vai neierobežota), kuras katrā punktā uz tur novietotu materiāla daļiņu iedarbojas noteikta lieluma un virziena spēks atkarībā vai nu tikai no šī punkta koordinātēm x, y, z, vai no koordinātām. x, y, z un laiks t . Pirmajā gadījumā stacionāro procesu sauc par stacionāru, bet otrajā gadījumā to sauc par nestacionāru. Ja spēkam visos lineāra ceļa punktos ir vienāda vērtība, t.i., tas nav atkarīgs ne no koordinātām, ne no laika, tad lineāro kustību sauc par viendabīgu. Telpu, kurā lauka spēku darbs, kas iedarbojas uz tajā kustīgu materiāla daļiņu, ir atkarīgs tikai no daļiņas sākotnējās un beigu pozīcijas un nav atkarīgs no tās trajektorijas veida, sauc par potenciālu. Šo darbu var izteikt ar daļiņas P (x, y, z) potenciālo enerģiju ar vienādību A = P (x1, y1, z)

≈ P (x2, y2, z

Kur x1, y1, z1 un x2, y2, z2 ≈ attiecīgi daļiņas sākotnējās un beigu pozīcijas koordinātas. Daļiņai pārvietojoties potenciālajā telpā tikai lauka spēku ietekmē, notiek mehāniskās enerģijas nezūdamības likums, kas ļauj noteikt attiecības starp daļiņas ātrumu un tās atrašanās vietu laukā.

Potenciālo gravitācijas lauku piemēri: vienmērīgs gravitācijas lauks, kuram P = mgz, kur m ≈ daļiņu masa, g ≈ gravitācijas paātrinājums (z ass ir vērsta vertikāli uz augšu); Ņūtona gravitācijas lauks, kuram P = ≈ fm/r, kur r ≈ daļiņas attālums no pievilkšanās centra, f ≈ koeficienta konstante dotajam laukam.

Tehniski atšķiras:

• stacionāri spēka lauki, kuras lielums un virziens var būt atkarīgs tikai no telpas punkta (koordinātas x, y, z), un
• nestacionāri spēka lauki, arī atkarībā no laika momenta t.

• vienots spēka lauks, kuram spēks, kas iedarbojas uz testa daļiņu, ir vienāds visos telpas punktos un

• nehomogēns spēka lauks, kam šī īpašuma nav.

Visvienkāršāk pētīt ir stacionārs viendabīgs spēka lauks, taču tas arī atspoguļo vismazāk vispārīgo gadījumu.

Spēka lauks

Spēka lauks ir polisemantisks termins, ko lieto šādās nozīmēs:

• Spēka lauks- vektoru spēku lauks fizikā;
• Spēka lauks- sava veida neredzama barjera, kuras galvenā funkcija ir aizsargāt noteiktu zonu vai mērķi no ārējiem vai iekšējiem iespiešanās.

Spēka lauks (fantāzija)

Spēka lauks vai jaudas vairogs vai aizsargvairogs- fantāzijas un zinātniskās fantastikas literatūrā, kā arī fantāzijas žanra literatūrā plaši izplatīts termins, kas apzīmē neredzamu barjeru, kuras galvenā funkcija ir aizsargāt kādu jomu vai mērķi no ārējas vai iekšējas iespiešanās. Šīs idejas pamatā var būt vektora lauka koncepcija. Fizikā šim terminam ir arī vairākas specifiskas nozīmes (skat. Spēka lauks).