Question

约束力是怎样产生的？

Answer 1

1、柔体约束（绳索类）

由绳索、链条、胶带等柔体物体所构成的约束。柔体约束的约束反力通过接触点，其方向沿着柔体约束的中心线且背离物体。柔体约束的反力恒为拉力。

2、光滑接触面（地面、墙面类）

当两物体接触面之间的摩擦力小到可以忽略不计时，可将接触面视为理想光滑的约束。这时，不论接触面是平面或曲面，都不能限制物体沿接触面切线方向的运动，而只能限制物体沿着接触面的公法线指向约束物体方向的运动。

3、固定铰链约束

由铰链构成的约束，只能限制物体在该平面内任意方向相对移动，而不能限制物体绕销钉的相对运动。

约束力物理意义

约束力的大小是未知的，取决于非自由质点系的运动状态和作用于非自由质点系的其他力，应通过力学定律（如运动微分方程）确定。

例如，火车受到钢轨的约束，不论运动的起始条件和火车所受的推力如何，行驶中的火车（在几何上）总是沿着预定的曲线轨道运动。钢轨迫使火车按预定曲线运动的力就是约束力，其大小取决于火车所受的其他力和火车的速度、加速度。

又如，长为l的细刚杆（重量可忽略）的一端连以小球，另一端O以球铰链悬挂而组成球面摆。小球受刚杆约束，而在重力和刚杆所加约束力作用下，以O点为中心，作半径为l的球面运动，刚杆加于小球的约束力的大小，取决于小球所受的重力和速度（速度决定向心加速度的大小）。