拉格朗日力学

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拉格朗日力学，分析力学中的一种，由拉格朗日在1788年建立，是对经典力学的一种的新的数学表述。

经典力学最初的表述形式由牛顿建立，它着重分析位移，速度，加速度，力等矢量间的关系，又称为矢量力学。拉格朗日引入了广义坐标的概念，运用达朗贝尔原理，得到和牛顿第二定律等价的拉格朗日方程。但拉格朗日方程具有更普遍的意义，适用范围更广泛。并且，选取恰当的广义坐标，可以使拉格朗日方程的求解大大简化。

[编辑] 自由度

主項目：自由度

力学系统由一组坐标来描述。比如一个质点的运动（在笛卡尔坐标系中）由x，y，z三个坐标来描述。一般的，N个质点组成的力学系统由3N个坐标来描述。力学系统中常常存在着各种约束，使得这3N个坐标并不都是独立的。力学系统的独立坐标的个数称之为自由度。对于N个质点组成的力学系统，若存在m个约束，则系统的自由度为

S = 3 N - m

[编辑] 广义坐标

主項目：广义坐标

在矢量力学中，约束的存在体现于作用于系统的约束力。约束力引入额外的未知量，通常使问题变得更为复杂。但若能选取适当的s个完全满足约束条件的独立坐标，则约束不再出现在问题中，只需要求解关于s个未知变量的方程，使问题得以大大简化。这样的s个坐标不再局限于各质点的位置坐标，而可以是任何能描述系统的几何参量，因此称为“广义坐标”。