2023年2月3日金曜日

力学《44節》モーペルテュイの原理

【力学】
【第7章】正準方程式
《第44節》モーペルテュイの原理
 ランダウ「力学」の第44節のモーペルテュイの原理の説明はわかりにくい。
 ランダウの「力学」44節よりも分かり易くモーペルテュイの原理を説明しているpdfファイル(ここをクリックした先にある)「力学:てこの原理からハミルトンの原理まで( 国場敦夫;東京大学大学院総合文化研究科)」を参考にして、モーペルテュイの原理を説明する。

 ハミルトンの原理(最小作用の原理)は、時間依存性は度外視し,質点の軌跡だけを求める問題に限定すると,著しく簡易化する。簡単のため,ラグランジアンLが時間を陽に含まず,全エネルギーE = K + U が保存される質点を考えよう。ラグランジアンLは、L= K - U = 2K -E であることに注意すると,
ハミルトンの原理(最小作用の原理):

は、

に帰着する。時間依存性を度外視するのでdt を消去したいが,それには軌跡上の線素:

との関係:

を用いればよい。こうして簡易化されたハミルトンの原理は

すなわち、

と表されることが分かる。このようにして得られた変分原理をモーペルテュイ(Maupertuis) の原理,またはヤコビ(Jacobi) の原理という。

【リンク】
pdf 古典力学 (解析力学)
東京大学数理物理学班「古典力学」
「高校物理の目次」


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