均匀球体内部和周围引力势能的2维截面。截面拐点位于球体表面。
物理学中，力场是与作用于不同位置的质点上的非接触力对应的向量场。具体来说，力场是向量场
F
→
{\displaystyle {\vec {F}}}
，其中
F
→
(
x
→
)
{\displaystyle {\vec {F}}({\vec {x}})}
是质点在
x
→
{\displaystyle {\vec {x}}}
处受到的力。[1]
例子[编辑]
引力是两个物体之间的吸引力。引力场模拟了大质量物体（或更广义地说，任何能量量）对周围空间的影响。[2]在牛顿万有引力定律中，质量为M的粒子会产生引力场
g
→
=
−
G
M
r
2
r
^
{\displaystyle {\vec {g}}={\frac {-GM}{r^{2}}}{\hat {r}}}
，其中径单位向量
r
^
{\displaystyle {\hat {r}}}
指向远离粒子的方向。质量为m的轻质粒子在靠近地球表面时受到的引力由
F
→
=
m
g
→
{\displaystyle {\vec {F}}=m{\vec {g}}}
，其中g是地球引力。[3][4]
电场
E
→
{\displaystyle {\vec {E}}}
对点电荷q施加的力为
F
→
=
q
E
→
{\displaystyle {\vec {F}}=q{\vec {E}}}
。[5]
磁场
B
→
{\displaystyle {\vec {B}}}
中，在磁场中运动的点电荷会受到与速度和磁场方向垂直的力，其关系为
F
→
=
q
v
→
×
B
→
{\displaystyle {\vec {F}}=q{\vec {v}}\times {\vec {B}}}
。
功[编辑]
功取决于位移和作用在物体上的力。当质点沿路径C在力场中运动时，力做功为曲线积分：
W
=
∫
C
F
→
⋅
d
r
→
{\displaystyle W=\int _{C}{\vec {F}}\cdot d{\vec {r}}}
此值与粒子沿路径移动的速度/动量无关。
保守场[编辑]
对保守场来说，它也与路径本身无关，只取决于始终点。因此，在起点与终点重合的闭合路径上运动的物体的功为0：
∮
C
F
→
⋅
d
r
→
=
0
{\displaystyle \oint _{C}{\vec {F}}\cdot d{\vec {r}}=0}
认识到保守矢量场可以写成某个标量势函数的梯度，可以更容易地评估所做的功：
F
→
=
−
∇
ϕ
{\displaystyle {\vec {F}}=-\nabla \phi }
功就是起点和终点的电势值之差。如果这两个点分别为x = a、x = b，则：
W
=
ϕ
(
b
)
−
ϕ
(
a
)
{\displaystyle W=\phi (b)-\phi (a)}
另见[编辑]
经典力学
场线
力
功
参考文献[编辑]
^ Mathematical methods in chemical engineering, by V. G. Jenson and G. V. Jeffreys, p211
^ Geroch, Robert. General relativity from A to B. University of Chicago Press. 1981: 181 [2023-11-08]. ISBN 0-226-28864-1. （原始内容存档于2023-01-25）. , Chapter 7, page 181 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
^ Vector calculus, by Marsden and Tromba, p288
^ Engineering mechanics, by Kumar, p104
^ Calculus: Early Transcendental Functions, by Larson, Hostetler, Edwards, p1055
外部链接[编辑]
维基语录上的力场 (物理)语录
Conservative and non-conservative force-fields （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Classical Mechanics （页面存档备份，存于互联网档案馆）, University of Texas at Austin
规范控制数据库：各地
德国