位力定理
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位力定理(英语:Virial theorem,又称维里定理、均功定理)是力学中描述稳定的多自由度孤立体系的总动能和总势能时间平均之间的数学关系。考虑一个有N个质点的体系,其数学表达式为:
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其中:角括号表示对时间取平均,是系统内部的总动能,是第k个质点所受的力,是第k个质点的位置向量;等式右边称作均位力积(英语:virial,简称位力),反映体系内相互作用强度。英语virial一词由德国物理学家鲁道夫·克劳修斯于1870年根据拉丁语单词vīs(意为力、能量)命名。[1]
特别地,若系统内任何粒子两两之间的力来自与粒子间距离的次幂成正比的势能(其中为常数),则定理简化为:
即:体系的总动能2倍等于总势能的n倍。对于引力势能,这里的。
位力定理的一个意义在于,它允许计算平均总动能,即便是对于那些无法精确解的非常复杂的系统,例如在统计力学中考虑的那些;根据能量均分定理,该平均总动能与系统温度有关。然而,维里定理不依赖于温度的概念,甚至适用于不处于热平衡的系统。维里定理已以各种方式推广,特别是张量形式。