jėgų laukas

jėgų laukas: a – jėgų linija, b – dviejų vienodo didumo priešingų ženklų elektros krūvių kuriamo lauko jėgų linijos

jėg laũkas, tam tikroje erdvės srityje veikiančių jėgų visuma: kiekviename srities taške veikia nuo taško padėties priklausanti jėga. Jei jėgos nepriklauso nuo laiko ir objektų (dalelių, kūnų ir kita), kuriuos jos veikia, greičio, tai taške r veikiančią jėgą F nusako trys jos komponentės: F_x(r), F_y(r), F_z(r). Šios trys funkcijos visiškai apibrėžia jėgų lauko savybes. Kai visuose taškuose rotF = 0, tai F išreiškiama funkcijos U(r), vadinamos jėgų lauko potencialu, gradientu F = –gradU. Toks jėgų laukas vadinamas potencialiniu arba besūkuriu (pvz., gravitacinių jėgų laukas, elektrostatinių jėgų laukas). Potencialiniame jėgų lauke perkeliant kūną (krūvį) iš taško r₁ į tašką r₂ jėgų atliktas darbas A nepriklauso nuo perkėlimo trajektorijos ir reiškiamas lygybe A = U(r₁) – U(r₂). Jei rotF ≠ 0, jėgų laukas vadinamas sūkuriniu, o jame iš vieno taško į kitą perkeliant kūną atliktas darbas priklauso nuo perkėlimo trajektorijos.

Grafiškai jėgų lauką vaizduoja jėgų linijos – kryptinės kreivės, kurių liestinės kiekviename taške sutampa su lauko stiprio vektoriaus (t. y. ir jėgos) kryptimi tame taške (pav., a). Per kiekvieną jėgų lauko tašką eina tik viena jėgų linija, linijų skaičius parenkamas toks, kad linijų tankis tam tikro taško aplinkoje būtų proporcingas jėgos didumui tame taške. Potencialinio jėgų lauko jėgų linijos neuždaros. Jos prasideda arba baigiasi tam tikruose lauko taškuose – jėgų lauko šaltiniuose (pav., b). Sūkurinio jėgų lauko jėgų linijos uždaros (laukas neturi šaltinių), pvz., nuolatinės srovės magnetinio lauko jėgų linijos juosia laidininką, kuriuo teka srovė.

2469