物理自由度

① 請問，物理學中的自由度怎麼理解啊請問，物理學中的自由度怎麼理解啊

「自由度」是在統計學，物理學，工程機械中的基本知識。自由度是「自由運動空間的維數」。
譬如一個構件，在空間上完全沒有約束，那麼它可以在3個正交方向上平動，還可以有三個正交方向的轉動，那麼就有6個自由度。約束增加，自由度就減少，如果該構件的所有運動都被限制，那自由度就是0（相對慣性坐標系靜止的構件）。
工件定位的實質就是要限制對加工有不良影響的自由度。設空間有一固定點，一件的底面與該點保持接觸，那麼工件沒Z軸的位置自由度便被限制了。
一般地，自由度的個數是指用於計算某個特徵數(比如樣本期望或樣本方差)的獨立觀察值的個數；例如，隨機變數X的樣本方差定義為S 。在這種情況下，我們稱其自由度為(n－1)，也就是說，如果我們用與計算樣本方差相同的樣本來計算樣本均值時，將失去一個自由度，也即只有n－1個獨立的觀察值，我們舉一個例子進一步說明，若X可取三個不同值： 1、2、3，則樣本均值為2。由於sum(Xi - average(X) ) = 0恆成立，所以，在差值( 1－2)，(2－2)和(2－3)中只可任取2個，因為第三值必須滿足條件sum(Xi - average(X) ) = 0 。因此，在此情況下，雖然有三個觀察值，但自由度僅為2。
一般說來一個物體具有6個自由主，建立一個空間坐標系。。沿。X，Y，Z三個方向的移動各叫一個自由度。繞X，Y，Z三個軸的轉動分別為三個自由度。至於三自由度、四自由度、五自由度的機械手你可以看一下那一個或者幾個自由度被限制。
理論力學：確定物體的位置所需要的獨立坐標數稱作物體的自由度，當物體受到某些限制時——自由度減少。一個質點在空間自由運動，它的位置由三個獨立坐標就可以確定，所以質點的運動有三個自由度。假如將質點限制在一個平面或一個曲面上運動，它有兩個自由度。假如將質點限制在一條直線或一條曲線上運動，它只有一個自由度。剛體在空間的運動既有平動也有轉動，其自由度有六個，即三個平動自由度x、y、z和三個轉動自由度a、b、q。如果剛體運動存在某些限制條件，自由度會相應減少。（抄於網路）

② 自由度是怎麼計算的

1、物理學的自由度：

在力學里，自由度指的是力學系統的獨立坐標的個數。

一般而言，N 個質點組成的力學系統由 3N 個坐標來描述。但力學系統中常常存在著各種約束，使得這 3N 個坐標並不都是獨立的。對於 N 個質點組成的力學系統，若存在 m 個完整約束，則系統的自由度減為s=3n-m。

2、機械繫統的自由度：

根據機械原理，機構具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數的數目（亦即為了使機構的位置得以確定，必須給定的獨立的廣義坐標的數目），稱為機構自由度，其數目常以F表示。

F=3n－(2PL +Ph ) n：活動構件數，PL：低副約束數 Ph：高副約束數

3、統計學的自由度：

在統計學中，自由度(df)指的是計算某一統計量時，取值不受限制的變數個數。通常df=n-k。其中n為樣本含量，k為被限制的條件數或變數個數，或計算某一統計量時用到其它獨立統計量的個數。

空間機構自由度的計算

也就是通過所有剛體的自由度數之和減去每一個運動副所約束的自由度數。這種方法的優點是，便於設計分析人員的分析與計算。尤其在平面機構的自由度分析上，通過計算者識別虛約束與局部自由度，幾乎可以完成大部分機構的自由度計算。

然而對於空間機構來說，由於虛約束與局部自由度難以識別，而且機構本身的尺寸，約束的位置不同、機構的實際運動自由度會有很大的差異。該公式已經難以勝任空間機構的自由度計算任務。不過難以否認的是該公式在機械設計史上的突出貢獻，很多經典的機構，機械裝置都是基於該公式設計而成的。

以上內容參考 網路-自由；網路-自由；網路-自由

③ 物理中自由度怎麼理解

物理中自由度怎麼理解

自由度是系統約束流形的切空間的維度；在通常的有窮維流形上，切空間和流形維度相同。
哈密頓和拉格朗日力學中，研究對象是受到約束的物體的運動。我這里把情況簡化到剛體或質點受到完備的（holonomic）約束。
所謂完備約束，就是說系統中所有質點的位置滿足如下形式的方程組F(x1,x2,...xm)=0, 其中x們是質點在R^3中的位置。F是一個映射到R^n的光滑函數,且dF在任何開集上不為0。於是，系統中的對象在約束下的所有可能位置就是一個3m-n維的流形。比如單擺的可能位置是一個球殼（2維流形）；過山車的可能位置是它的軌道（1維流形）；宇宙中的一個石塊（不是質點）的可能位置是它的重心位置和它的歐拉角指向（6維流形），位置是個R^3，指向是個SO3（歐拉角是SO3的一種表示方法）。流形就是光滑曲面/線/體的嚴格說法。
所謂描述一個n維系統中質點的位置，就是用R^n去光滑的參數化這個系統。比如經緯度參數化地球表面一個運動的質點。
流形的切空間就是對象處於某位置時，所有可能的速度。盡管流形，即對象的所有可能位置，不一定是平的；對象在某點的速度卻一定是個R^n中的向量，也就是說切空間一定是平的。宇宙中的石塊在某一點，可能有線速度和角速度，都是3維向量，我們就說它的切空間（速度的空間）是6維向量空間。單擺的軌跡是曲線，可是某一點處，它的速度一定是圓的某條切線，是個平坦的空間。
所謂自由度就是切空間，或者說速度空間的維度，通常也是流形的維度。
這里只是很潦草的解釋，具體可以參照

④ 什麼是自由度（物理方面的）

自由度就是 確定一個物體在空間位置所需要的獨立坐標的數目
比如質點在空間任意運動，只需要用三個獨立坐標（x，y，z）確定其位置 自由度就為3

⑤ 什麼是自由度

自由度是指物理學當中描述一個物理狀態，獨立對物理狀態結果產生影響的變數的數量。

如運動自由度是確定一個系統在空間中的位置所需要的最小坐標數。例如火車車廂沿鐵軌的運動，只需從某一起點站沿鐵軌量出路程，就可完全確定車廂所在的位置，即其位置用一個量就可確定。

我們說火車車廂的運動有一個自由度；汽車能在地面上到處運動，自由程度比火車大些，需要用兩個量才能確定其位置，我們說汽車的運動有兩個自由度。

飛機能在空中完全自由地運動，需要用三個量才能確定其位置，我們說飛機在空中的運動有三個自由度。所謂自由度數就是確定物體在空間的位置所需獨立坐標的數目。

(5)物理自由度擴展閱讀：

力學系統由一組坐標來描述。比如一個質點的三維空間中的運動，在笛卡爾坐標系中，由x，y，z三個坐標來描述；或者在球坐標系中，由r，θ，φ三個坐標描述。一般的，N個質點組成的力學系統由3N個坐標來描述。

但力學系統中常常存在著各種約束，使得這3N個坐標並不都是獨立的。對於N個質點組成的力學系統，若存在m個約束，則系統的自由度為S = 3N - m

注意此處的氣體分子自由度與在對氣體分子作熱力學能量分析的自由度不同，在做熱力學能量分析時還應考慮氣體之間的勢能變化，故會多出一個自由度。

⑥ 有關物理學中的自由度的問題。

你說的這種情況，每個坐標所對應的數值（按位數來說）與另一個坐標對應的數值沒有任何關系，所以不能認為自由度是1.比如x軸坐標對應的坐標數值變大，不會對y軸坐標的數值產生任何影響。你只是單純的把這些坐標軸排列在一起了。

⑦ 自由度是什麼（物化里的）

簡單地來說就是體系的物源理量的可變化度。
例如一個單相單物種體系，一個溫度對應一個壓力，因此體系的自由度為2；但如果指出了這個體系的溫度（或壓力），只能對應一個壓力（或溫度）了，體系狀態確定，此時自由度為0。
有關自由度，有更深入的解釋，這是比較通俗易懂的，希望你能看得明白。

⑧ 物理 自由度

1. 任意兩質點間的距離固定，所以這個系統的形狀是固定的！這個系統就是一個剛體，所以只需要三個自由度。

2. 如果這是個剛體，平動一個自由度，繞其中心軸轉動一個自由度，所以需且只需兩個自由度！原命題錯誤！

3. 自由度就是需要幾個未知數來描述整個系統！
如果是剛體，定軸轉動，則只有一個自由度。只要一個夾角就行了！
定點應該是兩個自由度！