Siły zachowawcze

Siła, którą pole grawitacyjne działa na ciało jest siłą zachowawczą. Oznacza to, że siła ta wykonuje pracę nad ciałem zmieniając jego energię potencjalną i takim samym stopniu zmieniając jego energię kinetyczną.

Pod nieobecność innych sił wartości bezwzględne zmian obu energii są takie same, ale zmiany te mają przeciwne znaki – gdy jedna rośnie, druga maleje

\Delta {E_P} =  - \Delta {E_K}

Przykład:

Siła zachowawcza Q powoduje, że energia potencjalna związana z wysokością kwiatka maleje i rośnie energia kinetyczna związana z prędkością.

Wszystkie cztery oddziaływania podstawowe (grawitacyjne, elektromagnetyczne, silne i słabe) są oddziaływaniami zachowawczymi. O polach tych sił mówimy, że są to pola zachowawcze, np. pole grawitacyjne, pole elektrostatyczne są zachowawcze. Gdy działają równocześnie siły zachowawcze różnych rodzajów, ich połączenie (superpozycja czyli suma wektorowa) również jest siłą zachowawczą.

 

W polu jednorodnym wartość siły zachowawczej można wyznaczyć ze wzoru

 F = \frac{{\Delta E}}{d}

gdzie  \Delta E jest różnicą energii potencjalnych ciała między punktami odległymi od siebie o d wzdłuż linii pola.