广义力

✍ dations ◷ 2025-08-19 13:11:08 #力学,经典力学,拉格朗日力学,哈密顿力学

广义力是拉格朗日力学里面的一个基本概念。在一个物理系统里,因为力 F {\displaystyle \mathbf {F} \,\!} ,一个粒子经过虚位移 δ r {\displaystyle \delta \mathbf {r} \,\!} ,所作的虚功 δ W {\displaystyle \delta W\,\!}

转换至广义坐标 q 1 ,   q 2 ,   q 3 ,     q N {\displaystyle q_{1},\ q_{2},\ q_{3},\ \dots \ q_{N}\,\!}

在上面这个方程的右端,位于虚位移前面的这两项的整体即为广义力,用 F {\displaystyle {\boldsymbol {\mathcal {F}}}\,\!} 表示为:

虚功与广义力的关系是

F j {\displaystyle {\mathcal {F}}_{j}\,\!} 为关于广义坐标 q j {\displaystyle q_{j}\,\!} 的广义力。因为 F j q j {\displaystyle {\mathcal {F}}_{j}q_{j}\,\!} 的量纲是功,如果 q j {\displaystyle q_{j}\,\!} 是距离,则 F j {\displaystyle {\mathcal {F}}_{j}\,\!} 与力的量纲相同;如果 q j {\displaystyle q_{j}\,\!} 是角,则它与力矩的量纲相同。

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