拉格朗日力學

廣義力

與某個廣義座標共軛的那種「推力」。若座標是長度,廣義力就是普通的力;若座標是角度,廣義力就是力矩。它就是「當對應座標改變時會做功」的那個量。

它透過虛功定義:delta W = sum_i Q_i delta q_i,具體則為 Q_i = sum_k F_k dot (partial r_k / partial q_i)。對可由位能導出的力,Q_i = -partial V / partial q_i,它們俐落地併入拉格朗日量。不來自位能的力,例如摩擦或外加驅動,則進到尤拉-拉格朗日方程的等號右邊:d/dt (partial L / partial q_dot_i) - partial L / partial q_i = Q_i。

這正是你在拉格朗日框架中處理非保守力或外加力的方式。它的單位不一定是牛頓:配到角度上時,Q 的單位是力矩(牛頓-公尺);配到電荷座標上時,它的單位是電壓。永遠能保證的,是乘積 Q_i q_i 具有能量的單位。

對一個轉動座標 theta,廣義力就是力矩;「力矩乘以角度」具有能量單位,正如「力乘以距離」一樣。

配角度得力矩,配長度得普通的力。

Q_i 的單位取決於它所共軛的座標;唯有乘積 Q_i q_i 保證是能量。

又稱
Q_i廣義力量