如果作用于一个质点系的所有力可由位势函数(或势能)V导出,则此质点系称为保守系,反之称为非保守系1。
基本介绍
在功的表达式
中,我们希望搞清楚这个积分能否不与积分路线相关。若这个系统是保守的,这就可能,一个力场被称为保守力场的条件是:
(1)
只是作用位置的函数,即
(2) 存在一个这样的标量函数
,它使
可以作为函数
的梯度来求得,即
由此,保守力所作的功成为
如果在积分号下的被积函数是恰当微分,则所作的功与路线无关,而只取决于始末端点。上列等式表明,当力是保守力时,情况就是这样的。对于闭合回路
也就是说,所作的功为零2。
保守系的拉格朗日方程
保守系统中必存在着势能V,是坐标的函数,记作
。而每个保守力
都有一个相应的势能
,两者的关系为