Силово́е по́ле в физике — это векторное поле в пространстве, в каждой точке которого на пробную частицу действует определённая по величине и направлению сила (вектор силы).
Технически различают (как это делается и для других видов полей): стационарные силовые поля, величина и направление которых могут зависеть исключительно от точки пространства (координат , , ), и нестационарные силовые поля, зависящие также от момента времени .
Также: однородное силовое поле, для которого сила, действующая на пробную частицу, одинакова во всех точках пространства и неоднородное силовое поле, не обладающее таким свойством.
Наиболее простым для исследования является стационарное однородное силовое поле, но оно же представляет собой и наименее общий случай.
Потенциальные поля Если работа сил поля, действующих на перемещающуюся в нём пробную частицу, не зависит от траектории частицы, и определяется только её начальным и конечным положениями, то такое поле называется потенциальным. Для него можно ввести понятие потенциальной энергии частицы — некоторой функции координат частиц такой, что разность её значений в точках 1 и 2 равна, с точностью до знака, работе , совершаемой полем при перемещении частицы из точки 1 в точку 2: .
Сила в потенциальном поле выражается через потенциальную энергию как её градиент:
Примеры потенциальных силовых полей: Ньютоново поле тяготения. Для поля материальной точки справедливо:
, где — напряжённость поля (ускорение свободного падения), — потенциальная энергия, — масса материальной точки, — радиус-вектор, проведённый от материальной точки в точку наблюдения, — длина этого радиуса-вектора, — масса пробной частицы, — константа, называемая гравитационной постоянной, численное значение которой зависит от выбранной системы единиц измерения. Электростатическое поле. Поле упругих деформаций.
Литература Е. П. Разбитная, В. С. Захаров «Курс теоретической физики», книга 1. — Владимир, 1998.
Категория:Фундаментальные физические понятия