力场 (物理)

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\vec{F}，其中\vec{F}(\vec{x})是质点在\vec{x}处受到的力。

例子
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。在牛顿万有引力定律中，质量为M的粒子会产生引力场\vec{g}=\frac{-G M}{r^2}\hat{r}，其中径单位向量\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\vec{F} = m \vec{g}，其中g*是地球引力。
电场\vec{E}对点电荷q*施加的力为\vec{F} = q\vec{E}。
*磁场\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\vec{F} = q\vec{v}\times\vec{B}。

功
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 = \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
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：

: \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：

: \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 = \phi(b) - \phi(a)

另见

• 经典力学
• 场线
• 力
• 功

参考文献
外部链接

• [http://farside.ph.utexas.edu/teaching/301/lectures/node59.html Conservative and non-conservative force-fields] , [http://farside.ph.utexas.edu/teaching/301/lectures/lectures.html Classical Mechanics] , University of Texas at Austin