在力学里,自由度指的是力学系统的独立坐标的个数。力学系统由一组坐标来描述。比如一个质点的三维空间中的运动,在笛卡尔坐标系中,由
x
,
y
,
z
{\displaystyle x,\ y,\ z\,\!}
三个坐标来描述;或者在球坐标系中,由
r
,
θ
,
ϕ
{\displaystyle r,\ \theta ,\ \phi \,\!}
三个坐标描述。描述系统的坐标可以自由的选取,但独立坐标的个数总是一定的,即系统的自由度。一般而言,
N
{\displaystyle N\,\!}
个质点组成的力学系统由
3
N
{\displaystyle 3N\,\!}
个坐标来描述。但力学系统中常常存在着各种约束,使得这
3
N
{\displaystyle 3N\,\!}
个坐标并不都是独立的。对于
N
{\displaystyle N\,\!}
个质点组成的力学系统,若存在
m
{\displaystyle m\,\!}
个完整系统,则系统的自由度减为
在古典力学里,假如,一个系统有任何约束是非完整约束,则称此系统为非完整系统。非完整约束不是完整系统。完整约束可以用方程式表示为
在力学里,自由度指的是力学系统的独立坐标的个数。力学系统由一组坐标来描述。比如一个质点的三维空间中的运动,在笛卡尔坐标系中,由
x
,
y
,
z
{\displaystyle x,\ y,\ z\,\!}
三个坐标来描述;或者在球坐标系中,由
r
,
θ
,
ϕ
{\displaystyle r,\ \theta ,\ \phi \,\!}
三个坐标描述。描述系统的坐标可以自由的选取,但独立坐标的个数总是一定的,即系统的自由度。一般而言,
N
{\displaystyle N\,\!}
个质点组成的力学系统由
3
N
{\displaystyle 3N\,\!}
个坐标来描述。但力学系统中常常存在着各种约束,使得这
3
N
{\displaystyle 3N\,\!}
个坐标并不都是独立的。对于
N
{\displaystyle N\,\!}
个质点组成的力学系统,若存在
m
{\displaystyle m\,\!}
个完整系统,则系统的自由度减为