約束_(經典力學)

在經典力學裏 ， 物體的運動必須遵守牛頓運動定律 。 除此以外 ， 每一個物理系統時常會有一些約束 ， 物體的運動也必須遵守這些約束 。 例如 ， 簡單擺系統的約束是擺繩的長度是常數 ， 擺錘與支撐點的距離必須是這長度 。 除非水瓶破了 ， 一個封閉的水瓶裏的水分子 ， 絕對不能運動到水瓶的外面 。 這些約束使物理系統的特性呈現出來 。 要分析一個物理系統 ， 必須瞭解這系統裏的約束 。 因爲約束的作用 ， 在分析物體的運動上 ， 會遇到一些新的困難 ： 許多描述物體運動的位置不再互相獨立 。 如果這約束是完整約束 ， 可以用廣義座標來除去一些相關的位置 。 如果整個系統是完整系統 ， 可以用獨立的廣義座標來表示這個系統的運動 。 通常 ， 可以找到相關的形式論來分析這個系統的運動 。 假若一個物體的運動因爲約束而改變 ， 則必定有一個關於這約束的力作用於這物體上 ； 不然 ， 這物體的運動不會改變 。 稱此力爲約束力 。 一般而言 ， 事先並不知道約束力的值量 。 如果能將一個系統所有的廣義座標都轉換成互不相關的廣義座標 ， 那麼 ， 不需要知道約束力 ， 就可以求得物體的運動方程式了 。