达朗贝尔原理因其发现者法国物理学家与数学家J·达朗贝尔而命名。达朗贝尔原理阐明,对于任意物理系统,所有惯性力或施加的外力,经过符合约束条件的虚位移,所作的虚功的总和等于零 。
或者说,作用于一个物体的外力与动力的反作用之和等于零。
受约束的非自由质点受有主动力F及约束力FN,如果再加上虚构的惯性力FI=-ma,则下式成立:
F+FN+FI=0 (1)
即在质点运动的任一时刻,主动力、约束力与惯性力构成平衡力系。上式为质点的达朗贝尔原理。对质点系,如果在每个质点上都加上虚构的惯性力FIi=-miai,则质系中每个质点均处于平衡,即:
Fi+FNi+FIi=0(i=1,2,…,n) (2)
达朗贝尔最初提出的原理与式(1)不同。把主动力F分为两部分:F(1)使质点产生加速度,F(1)=ma,称为有效力;F(2)=F-F(1)克服约束力。
对改变质点的运动状态不起作用,称为损失力。损失力与约束力平衡:
F(2)+FN=0
这就是达朗贝尔原理,它与质点静止时的平衡方程F+FN=0形式上一致。如果将前面F(1)、F(2)的表达式代入达朗贝尔原理,就得到:
F+FN+(-ma)=0
与式(1)相同,它们均与牛顿第二运动定律等价。