, και τις ονομάζουμε γενικευμένες συντεταγμένες. Μία δεδομένη συντεταγμένη, q k. , μπορεί να είναι είτε γωνία, είτε απόσταση.

Σχετικά έγγραφα
Γενικευμένες συντεταγμένες

E = 1 2 k. V (x) = Kx e αx, dv dx = K (1 αx) e αx, dv dx = 0 (1 αx) = 0 x = 1 α,

( ) Ολική στροφορμή L = p! i. L =! R M! v + ri m i vi. r i. q Ορίζουμε την θέση ενός σημείου I από το κέντρο μάζας: r! i

( ) ) V(x, y, z) Παραδείγματα. dt + "z ˆk + z d ˆk. v 2 =!x 2 +!y 2 +!z 2. F =! "p. T = 1 2 m (!x2 +!y 2 +!z 2

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

Ένα εκκρεμές σε επιταχυνόμενο αμαξίδιο

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ

Συστήματα συντεταγμένων

Θεωρητική μηχανική ΙΙ

Ανακεφαλαίωση. q Εισήγαμε την έννοια των δεσμών. Ø Ολόνομους και μή ολόνομους δεσμούς. Ø Γενικευμένες συντεταγμένες

1. Μετάπτωση Larmor (γενικά)

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ- ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ NAVIER STOKES

Κεφάλαιο 2: Διανυσματικός λογισμός συστήματα αναφοράς

Θεωρητική μηχανική ΙΙ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ Σεπτέµβριος 2001 ΘΕΜΑ 1 Ένα φυσικό σύστηµα, ενός βαθµού ελευθερίας, περιγράφεται από την ακόλουθη συνάρτηση

ΚΑΤΑΣΤΡΩΣΗ ΔΙΑΦΟΡΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΠΟΛΥΒΑΘΜΙΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 55

10. Παραγώγιση διανυσµάτων

Συζευγμένα ταλαντώσεις - Ένα άλλο σύστημα

Ορμή. Απλούστερη περίπτωση: σύστημα δυο σωματίων, μάζας m 1 και m 2 σε αποστάσεις x 1 και x 2, αντίστοιχα, από την αρχή ενός συστήματος συντεταγμένων

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΜΗΧΑΝΩΝ

Μηχανική του στερεού σώματος

ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΟΡΙΣΜΟΣ ΠΕΔΙΟ ΟΡΙΣΜΟΥ ΠΡΑΞΕΙΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΙΣ ΒΑΣΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό δυναμικό. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

3. ΥΝΑΜΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΩΝ ΒΡΑΧΙΟΝΩΝ

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

Δυναμική Μηχανών I. Επανάληψη: Κινηματική και Δυναμική

Sˆy. Η βάση για την οποία συζητάμε απαρτίζεται από τα ανύσματα = (1) ˆ 2 ± =± ± Άσκηση 20. (βοήθημα θεωρίας)

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Η ενέργεια ταλάντωσης ενός κυλιόμενου κυλίνδρου

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 3. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

d dx ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

Κεφάλαιο 1 : Μετασχηματισμοί Γαλιλαίου.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ ΙΟΥΝΙΟΣ 2013 ΕΠΩΝΥΜΟ: ΟΝΟΜΑ: ΑΕΜ: (ΠΤΥΧΙΟ)

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 7-Μάρτη-2015

Κίνηση στερεών σωμάτων - περιστροφική

Το ελαστικο κωνικο εκκρεμε ς

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤΕΡΕΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ 18/11/2011 ΚΕΦ. 9

1. Κινηµατική. x dt (1.1) η ταχύτητα είναι. και η επιτάχυνση ax = lim = =. (1.2) Ο δεύτερος νόµος του Νεύτωνα παίρνει τη µορφή: (1.

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

Ηλεκτρομαγνητισμός. Χρήσιμες μαθηματικές έννοιες. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

) A a r a. Κίνηση σωματιδίου κάτω από επίδραση δύναμης. T = 1 2 m (!r 2 + r 2!θ 2. A a r a + C. = Ar a 1 dr V = F = V r V = Fdr

Και τα στερεά συγκρούονται

8. Πολλαπλές μερικές παράγωγοι

A! Κινηµατική άποψη. Σχήµα 1 Σχήµα 2

Διάλεξη 2: Κεντρικά Δυναμικά. Αναζητούμε λύσεις της χρονοανεξάρτητης εξίσωσης Schrödinger για κεντρικά δυναμικά

ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Hamiltonian φορμαλισμός

Κλασσική Μηχανική. Κλασσική Μηχανική: η αρχαιότερη από τις φυσικές επιστήμες. Αντικείμενο: η μελέτη της κινήσεως των αντικειμένων.

Η Επιτάχυνση. η τα- χύτητά του ( Σχήμα 1 ). Από τον ορισμό της ταχύτητας θα ισχύει (3)

Πολλαπλασιαστές Lagrange Δυνάμεις δεσμών

v = r r + r θ θ = ur + ωutθ r = r cos θi + r sin θj v = u 1 + ω 2 t 2

Κεφάλαιο 8. Ορμή, ώθηση, κρούσεις

Διαφορικός Λογισμός. Κεφάλαιο Συναρτήσεις. Κατανόηση εννοιών - Θεωρία. 1. Τι ονομάζουμε συνάρτηση;

Στην πράξη βρίσκουμε το Ν Α [το P (A)] όχι με παρατηρήσεις, αλλά με τη χρήση της λογικής (π.χ. ζάρι) ή της Φυσικής (π.χ. όγκος)

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

Α. Ροπή δύναµης ως προς άξονα περιστροφής

8. Πολλαπλές μερικές παράγωγοι

1 p p a y. , όπου H 1,2. u l, όπου l r p και u τυχαίο μοναδιαίο διάνυσμα. Δείξτε ότι μπορούν να γραφούν σε διανυσματική μορφή ως εξής.

Κβαντομηχανική σε. τρεις διαστάσεις. Εξίσωση Schrödinger σε 3D. Τελεστές 2 )

f I X i I f i X, για κάθεi I.

Μελέτη ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης και. του θεωρήματος μεταβολής της κινητικής ενέργειας. με τη διάταξη της αεροτροχιάς

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3/2/2016 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

kg(χιλιόγραμμο) s(δευτερόλεπτο) Ένταση ηλεκτρικού πεδίου Α(Αμπέρ) Ένταση φωτεινής πηγής cd (καντέλα) Ποσότητα χημικής ουσίας mole(μόλ)

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθµολογικά ισοδύναµες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 15/10/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

μαγνητικό πεδίο τυχαίας κατεύθυνσης

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

ΕΡΓΟ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΕΙ ΜΙΑ ΣΤΑΘΕΡΗ ΥΝΑΜΗ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. ΜΕΡΟΣ 1ο ΑΛΓΕΒΡΑ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 19 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ

2 Η ΠΡΟΟΔΟΣ. Ενδεικτικές λύσεις κάποιων προβλημάτων. Τα νούμερα στις ασκήσεις είναι ΤΥΧΑΙΑ και ΟΧΙ αυτά της εξέταση

Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο

Μηχανική ΙI. Λογισµός των µεταβολών. Τµήµα Π. Ιωάννου & Θ. Αποστολάτου 2/2000

Ολοκλήρωμα συνάρτησης

lim Δt Δt 0 da da da dt dt dt dt Αν ο χρόνος αυξηθεί κατά Δt το διάνυσμα θα γίνει Εξετάζουμε την παράσταση

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

Σεµινάριο Αυτοµάτου Ελέγχου

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 07 Ορμή Κρούσεις ΦΥΣ102 1

1 O ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΠΑΤΡΑΣ 2015 ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΨΩΜΑΘΙΑΝΟΣ ΕΜΜΑΝΟΥΗΛ

1. Δυναμική Ενέργεια και Διατηρητικές Δυνάμεις

(a) = lim. f y (a, b) = lim. (b) = lim. f y (x, y) = lim. g g(a + h) g(a) h g(b + h) g(b)

Βασική έννοια. Μηχανική ενέργεια.

Θέµατα Μαθηµατικών Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 1999

Εφαρμογή της γενικής λύσης

ΔΕΙΓΜΑ ΠΡΙΝ ΤΙΣ ΔΙΟΡΘΩΣΕΙΣ - ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΙΤΙΚΗ

ΡΟΠΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ (ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑ )

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Φεβρουάριος Απαντήστε και στα 4 θέματα με σαφήνεια και συντομία. Καλή σας επιτυχία.

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

L = T V = 1 2 (ṙ2 + r 2 φ2 + ż 2 ) U (3)

ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΔΥΝΑΜΙΚΗ (χωρίς τριβή) ΘΕΜΑΤΑ Β

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΛΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ

(ταλαντούμενο) μαγνητικό πεδίο τυχαίας κατεύθυνσης Επίλυση με αλλαγή βάσης

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέμβριος 2012

2. Οι νόµοι της κίνησης, οι δυνάµεις και οι εξισώσεις κίνησης

Transcript:

Ενότητα 10 Γενικευμένες συντεταγμένες Εξισώσεις Lagrage 91 Γενικευμένες συντεταγμένες Βαθμοί ελευθερίας Έστω,, o ελάχιστος αριθμός συντεταγμένων που απαιτείται για να καθορίσει ένα σύστημα Συμβολίζουμε τις συντεταγμένες αυτές με q1, q,, q, και τις ονομάζουμε γενικευμένες συντεταγμένες Μία δεδομένη συντεταγμένη, q, μπορεί να είναι είτε γωνία, είτε απόσταση Ο αριθμός των συντεταγμένων που μπορούν να μεταβάλλονται ανεξάρτητα μεταξύ τους αποτελούν τους βαθμούς ελευθερίας του συστήματος Αν όλες οι γενικευμένες συντεταγμένες ενός συστήματος μεταβάλλονται ανεξάρτητα μεταξύ τους, τότε το σύστημα ονομάζεται ολόνομο Ας πάρουμε για παράδειγμα την κίνηση ενός σωματίου Αν κινείται πάνω σε ένα επίπεδο, τότε, έχει δύο βαθμούς ελευθερίας Έστω, q1, q, οι γενικευμένες συντεταγμένες του Οι καρτεσιανές συντεταγμένες του σωματίου εκφράζονται ως εξής, συναρτήσει των γενικευμένων συντεταγμένων: x x q, q 1 y y q1, q Αν το σωμάτιο έχει τρεις βαθμούς ελευθερίας, τότε, αντίστοιχα θα έχουμε: x x q, q, q 1 3 y y q, q, q 1 3 z z q1, q, q3 Έστω ότι τα q μεταβάλλονται από τις αρχικές τιμές q1, q, και παίρνουν γειτονικές τιμές ( q1 q1, q q,) Οι αντίστοιχες μεταβολές σε καρτεσιανές συντεταγμένες θα είναι: x x x q1 q q1 q y y y q1 q q1 q z z z q1 q q1 q x Οι μερικές παράγωγοι, κλπ, είναι και αυτές συναρτήσεις των q q1 Αν τώρα έχουμε ένα σύστημα πολλών σωματίων, με βαθμούς ελευθερίας και γενικευμένες συντεταγμένες q1, q,, q, τότε, κατά την μεταβολή από την κατάσταση q 1, q,, q στην κατάσταση ( q1 q1, q q,, q q), ένα αντιπροσωπευτικό σωμάτιο,, κινείται από το σημείο x, y, z στο σημείο x x, y y, z z, όπου,

x y 1 1 x q q y q q z z q 1 q Και πάλι οι μερικές παράγωγοι είναι συναρτήσεις των q (911) 9 Γενικευμένες δυνάμεις Όταν ένα σωμάτιο μετατοπίζεται κατά r υπό την επίδραση της δύναμης F, ξέρουμε ότι παράγεται έργο W F r XxYyZz, όπου F X, Y, Z(ορθογώνιες συνιστώσες της F ) Αν εκφράσουμε τα x, y, z συναρτήσει των q βρίσκουμε ότι: W X x Y y Z z q Q x y z Q X Y Z q q q q 1 q q q, όπου 1 Η ποσότητα Q ονομάζεται γενικευμένη δύναμη συνδεδεμένη με την συντεταγμένη q Αφού το γινόμενο Q q έχει διαστάσεις έργου, το Q θα έχει διαστάσεις δύναμης αν το q είναι απόσταση και ροπής αν το q είναι γωνία Για ένα σύστημα Ν σωματίων, το συνολικό έργο που παράγεται από όλες τις δυνάμεις F ( 1,,, N) κατά την μετατόπιση του συστήματος είναι: N N W F r X x Yy Z z 1 1 Αντικαθιστούμε τα x,, συναρτήσει των μεταβολών των γενικευμένων συντεταγμένων, οπότε: N x y z W X Y Z q Qq 1 1 q q q 1 N x y z όπου, Q X Y Z 1 q q q (91) είναι η γενικευμένη δύναμη για την συντεταγμένη q Συχνά δεν είναι πρακτικό (αλλά ούτε και αναγκαίο) να χρησιμοποιούμε αυτή την σχέση για να βρούμε την γενικευμένη δύναμη Q Ευκολότερα την βρίσκουμε, χρησιμοποιώντας το ότι το Q q είναι το έργο που παράγεται από το σύστημα υπό την επίδραση της γενικευμένης δύναμης Q, όταν η συντεταγμένη q αλλάξει κατά q (οι άλλες γενικευμένες συντεταγμένες παραμένουν σταθερές) Πχ αν το σύστημα είναι ένα στερεό σώμα, το έργο που παράγεται από τις εξωτερικές δυνάμεις όταν το σώμα στραφεί κατά γωνία γύρω από δεδομένο άξονα είναι L, όπου,

L είναι η συνολική ροπή όλων των δυνάμεων περί τον άξονα αυτό Οπότε η L είναι η γενικευμένη δύναμη που συνδέεται με την συντεταγμένη 93 Γενικευμένες δυνάμεις για διατηρητικά πεδία δυνάμεων Επανερχόμαστε για λίγο στην περίπτωση ενός σωματίου, το οποίο υποθέτουμε ότι βρίσκεται σε διατηρητικό πεδίο δυνάμεων, συνεπώς, V X x V Y y V Z z όπου V(x,y,z), η δυναμική ενέργεια Οπότε η γενικευμένη δύναμη εκφραστεί ως: V x V y V z V Q x q y q z q q V Δηλαδή, Q q Q μπορεί να Πχ αν χρησιμοποιήσουμε πολικές συντεταγμένες, q1 r, q, τότε οι V V γενικευμένες δυνάμεις θα είναι Qr, Q r Αν V=V(r) (κεντρική δύναμη), τότε, Q 0 Για διατηρητικό σύστημα Ν σωματίων μπορούμε να γράψουμε για την γενικευμένη δύναμη: N V x V y V z V Q 1 x q y q z q q (931) 94 Οι εξισώσεις Lagrage για ένα σωμάτιο Για να βρούμε τις γενικές διαφορικές εξισώσεις κίνησης συναρτήσει των γενικευμένων συντεταγμένων q, θα μπορούσαμε να ξεκινήσουμε από την εξίσωση F ma Είναι, όμως, απλούστερο να ακολουθήσουμε άλλη οδό: Βρίσκουμε την κινητική ενέργεια του συστήματος συναρτήσει των γενικευμένων συντεταγμένων: 1 T mx y z x q x Αλλά, x xq ( 1, q,, q) xq ( ), δηλαδή, x q xq, q, 1 q t 1 q όμοια, για τα y και z (Οι βαθμοί ελευθερίας είναι 1,, ή 3, εφόσον πρόκειται για ένα σωμάτιο) Συνεπώς, η κινητική ενέργεια είναι συνάρτηση των q : 1 T mx q, q y q, qz q, q

T x y z Έτσι, mx y z q q q q x x x Αλλά, (από την x q ) q q q 1 T x y z Συνεπώς, mx y z q q q q Παραγωγίζοντας ως προς τον χρόνο, t: d T x y z d x d y d z mx my mz mx my mz dt q q q q dt q dt q dt q Για οποιαδήποτε συνάρτηση f ( q1, q,, q ) έχουμε: d f f f( q1, q,, q ) q1 q dt q1 q x Οπότε, θέτοντας f, βρίσκουμε ότι: q d x x x x q1 q dt q q1q qq qq q Aλλά, x x x x q1 q q q1 q q d x x Συνεπώς, Όμοια, για τα y, z dt q q Αυτό σημαίνει ότι οι τελεστές d και μπορούν να αντιμετατίθενται dt q m x x Έτσι, mx Οπότε, η (941) γράφεται (εφόσον, mx X, κλπ) : q q d T x y z m X Y Z x y z dt q q q q q (941) Q Τ d T T Q (94) dt q q Αυτές είναι οι διαφορικές εξισώσεις κίνησης σε γενικευμένες συντεταγμένες, οι λεγόμενες εξισώσεις Lagrage, για ένα σωμάτιο V Αν το πεδίο δυνάμεων είναι διατηρητικό, τότε, Q, οπότε, οι εξισώσεις q (94) γράφονται ως:

d T T V T ( T V) Q dt q q q q q V Εφόσον V=V(q) και 0, έχουμε: q d L L dt q q (943) όπου, ορίσαμε την συνάρτηση L=T-V (944) που ονομάζεται συνάρτηση Lagrage του μηχανικού συστήματος Οι εξισώσεις (943) είναι οι εξισώσεις Lagrage για διατηρητικό πεδίο δυνάμεων 95 Οι εξισώσεις Lagrage για γενικό σύστημα Έστω x, οι καρτεσιανές συντεταγμένες του σωματίου ( x x1, y x, z x3) (η αλλαγή συμβολισμού διευκολύνει στα επόμενα) N 1 Τότε, T mx y z m 1 1 1 x (951) Οι καρτεσιανές συντεταγμένες x είναι συναρτήσεις των γενικευμένων συντεταγμένων q Γενικά, x x( q1, q,, q, t) x( q, t) (ρητή εισαγωγή του χρόνου για να περιγράψει πχ ένα σώμα που κινείται πάνω σε επιφάνεια που και η ίδια κινείται με κάποιο τρόπο) Οπότε, x x x q, (95) όπου 1 q t =1,,,3Ν, με Ν τον αριθμό των σωματίων του συστήματος, και =1,,,, όπου οι βαθμοί ελευθερίας του συστήματος Προφανώς, στην γενική περίπτωση, T T( q, q, t) T 1 x Οπότε, mx mx q 1 q 1 q x x Αλλά, από την (95) προκύπτει ότι q q Οπότε, από την (953), έχουμε ότι: T x mx q 1 q και παραγωγίζοντας ως προς τον χρόνο: d T x d x mx mx dt q 1 q 1 dt q Αλλά, η γενικευμένη δύναμη, σύμφωνα με την (91), είναι: (953) (954)

x Q X 1 q Επίσης, d x 1 T mx mx 1 dt q 1 q q Οπότε, η εξίσωση (954) δίνει: d T T Q (955) dt q q όπου =1,,, Οι (955) αποτελούν τις εξισώσεις Lagrage του συστήματος των Ν σωματίων V Αν το σύστημα είναι διατηρητικό, τότε, Q Στην περίπτωση αυτή ορίζουμε, q όπως και για την περίπτωση του ενός σωματίου, την συνάρτηση Lagrage, L=T-V, οπότε η (955) γίνεται: d L L (956) dt q q όπου =1,,, Αν μέρος των γενικευμένων δυνάμεων δεν είναι διατηρητικό, μπορούμε να γράψουμε V Q Q και να ορίσουμε και πάλι την συνάρτηση Lagrage (για το q διατηρητικό κομμάτι) L=T-V, οπότε, η (955) γίνεται: d L L Q (957) dt q q όπου =1,,, [Αυτή την μορφή χρησιμοποιούμε πχ όταν υπάρχουν δυνάμεις τριβής]