Степени свободы

Шарнирный робот с семью степенями свободы

Степени свободы или степени свободы - число независимых переменных, которые однозначно описывают состояние физической системы.

Материальная точка в механике описывается тремя независимыми координатами. Для полной характеристики материальной точки и ее перемещений в пространстве необходимо еще знать три другие величины - компоненты ее скорости. Высшие производные от координат рассчитываются с уравнений движения. Таким образом материальная точка имеет 6 степеней свободы, то есть 3 координаты и 3 компоненты скорости. Если материальных точек в физической системе N, то количество степеней свободы равно 6N.

Число степеней свободы уменьшается, если движение наложены ограничения. Например, если материальная точка движется вдоль прямой, то у нее только два степени свободы - расстояние от начала отсчета и скорость по прямой.

Другим примером наложенных связей является математический маятник. Это материальная точка, подвешенная на невесомом стержне определенной длины. Если стержень не может деформироваться, то расстояние от материальной точки к точке подвеса всегда оставаться постоянной. В таком случае число степеней свободы уменьшается от 6 до 4 (на два для каждого наложенного связи).


См.. также

Физика Это незавершенная статья физики.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.