Номер 1, страница 330 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 100. Потенциал электростатического поля и разность потенциалов. Глава 14. Электростатика - номер 1, страница 330.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Силы, поле которых является потенциальным, называются консервативными силами.

Название «консервативные» происходит от латинского слова conservo, что означает «сохраняю». Эти силы так называются, потому что для замкнутой системы тел, в которой действуют только консервативные силы, сохраняется полная механическая энергия.

Рассмотрим это подробнее. Поле сил называется потенциальным, если работа, совершаемая этими силами при перемещении тела из одной точки в другую, не зависит от траектории движения, а определяется только начальным и конечным положением тела. Важное следствие этого — работа консервативных сил по любой замкнутой траектории равна нулю.

Это свойство позволяет ввести физическую величину, характеризующую поле, — потенциальную энергию ($E_p$). Работа консервативной силы ($A_{конс}$) выражается через изменение потенциальной энергии как: $A_{конс} = E_{p1} - E_{p2} = -\Delta E_p$ где $E_{p1}$ и $E_{p2}$ — значения потенциальной энергии в начальной и конечной точках траектории.

Согласно теореме о кинетической энергии, работа всех сил, действующих на тело, равна изменению его кинетической энергии ($E_k$): $A_{всех сил} = \Delta E_k = E_{k2} - E_{k1}$ Если в системе действуют только консервативные силы ($A_{всех сил} = A_{конс}$), то мы можем приравнять оба выражения для работы: $\Delta E_k = -\Delta E_p$ $E_{k2} - E_{k1} = -(E_{p2} - E_{p1})$ Перенеся члены уравнения, получаем закон сохранения полной механической энергии: $E_{k1} + E_{p1} = E_{k2} + E_{p2}$ Сумма кинетической и потенциальной энергии системы ($E = E_k + E_p$) остается постоянной величиной, то есть сохраняется. $E_k + E_p = \text{const}$ Именно поэтому силы, для которых выполняется этот закон, называются консервативными.

Примерами консервативных сил являются: сила тяжести, сила упругости, электростатическая сила. Силы, работа которых зависит от пути (например, сила трения), называются неконсервативными (диссипативными), так как их действие приводит к уменьшению полной механической энергии системы.

Ответ: Силы, поле которых потенциально, называются консервативными. Они так названы, потому что в системе, где действуют только эти силы, сохраняется полная механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной энергий).