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****保存力の条件
ある力が保存力である条件は,力のベクトル場の回転がゼロであること。
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保存力=その力が物体になす
「仕事が,物体の始点と終点だけで決まり,移動の経路によらない」
ような力。
この条件はすなわち,
保存力=「任意の閉回路Cに対して,仕事がゼロ」
とも表現できる。なぜならば,閉回路$$C$$を$$C_1$$と$$C_2$$の2つに分割すると,
$$W = \int_{C} F\cdot dr = \int_{C_1} F\cdot dr + \int_{C_2} F\cdot dr = \int_{C_1} F\cdot dr - \int_{-C_2} F\cdot dr = 0$$
ここで経路$$-C_2$$は$$C_2$$の逆経路を意味し,$$C_1$$と始点・終点を同じくする別経路と見ることができる。
#ref(http://www14.atwiki.jp/yokkun?cmd=upload&act=open&pageid=454&file=%E7%B5%8C%E8%B7%AF.bmp)
閉回路$$C$$(ABA)を$$C_1$$(AB)と$$C_2$$(BA)に分ける。
ストークスの定理により,閉回路$$C$$およびそれを境界とする面領域$$S$$において
$$\int_{C=\partial S} \boldsymbol{F}\cdot d\boldsymbol{r} = \int_S \nabla\times\boldsymbol{F}\cdot d\boldsymbol{S}$$
左辺が任意の閉回路でゼロであるためには,
$$\nabla\times\boldsymbol{F} = \boldsymbol{0}$$
となることが必要十分である。また,この条件は
$$\boldsymbol{F} = -\nabla \phi$$
となるポテンシャルエネルギー$$\phi$$の存在を保証する。
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****保存力の条件
ある力が保存力である条件は,力のベクトル場の回転がゼロであること。
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保存力=その力が物体になす
「仕事が,物体の始点と終点だけで決まり,移動の経路によらない」
ような力。
この条件はすなわち,
保存力=「任意の閉回路Cに対して,仕事がゼロ」
とも表現できる。なぜならば,閉回路$$C$$を$$C_1$$と$$C_2$$の2つに分割すると,
$$W = \int_{C} F\cdot dr = \int_{C_1} F\cdot dr + \int_{C_2} F\cdot dr = \int_{C_1} F\cdot dr - \int_{-C_2} F\cdot dr = 0$$
ここで経路$$-C_2$$は$$C_2$$の逆経路を意味し,$$C_1$$と始点・終点を同じくする別経路と見ることができる。
#ref(http://www14.atwiki.jp/yokkun?cmd=upload&act=open&pageid=454&file=%E7%B5%8C%E8%B7%AF.bmp)
閉回路$$C$$(ABA)を$$C_1$$(AB)と$$C_2$$(BA)に分ける。
ストークスの定理により,閉回路$$C$$およびそれを境界とする面領域$$S$$において
$$\int_{C=\partial S} F\cdot dr = \int_S \nabla\times F}\cdot dS$$
左辺が任意の閉回路でゼロであるためには,
$$\nabla\times F = 0$$
となることが必要十分である。また,この条件は
$$F = -\nabla \phi$$
となるポテンシャルエネルギー$$\phi$$の存在を保証する。
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