Главная > ВАРИАЦИОННЫЕ ПРИНЦИПЫ МЕХАНИКИ (Л.С. Полак)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Теория принимает особенно простой вид в случае, если $L$ является однородной функцией первой степени относительно скоростей. Тогда импульсы, заданные соотношением (2), – однородные функция нулевой степени относительно $\dot{q}$ и, таким образом, зависят только от отношений $\dot{q}$.

Так как мы имеем $N$ значений $p$ и только $N-1$ отношений $\dot{q}$, то должно быть по крайней мере одно соотношение (4), связывающее $q$ и $p$. Случай, когда имеется только одно соотношение между $q$ и $p$, можно рассматривать как обычный. Из теоремы Эйлера следует
\[
L \equiv \dot{q}_{n} \frac{\partial L}{\partial \dot{q}_{n}} .
\]

Отсюда
так что
\[
\begin{array}{c}
L=\dot{q}_{n} p_{n}, \\
H=0 .
\end{array}
\]

Это слабое уравнение, выполняющееся в области $R$, позволяет считать $\mathfrak{\mathfrak { g }} \equiv 0$. Тогда из (9) следует
\[
H \equiv v_{m} \Phi_{m} .
\]

Общее уравнение движения примет теперь вид
\[
\dot{g}=v_{m}\left[g, \Phi_{m}\right] .
\]

Таким образом, в этом случае уравнения движения Гамильтона задаются равенством $\Phi_{m}=0$. Правая часть уравнения (21) однородна относительно $v$. Решение уравнений движения определяется о точностью до множителя $\gamma$, являющегося произвольной функцией времени.

Новое решение уравнения движения, содержащее скорость изменения динамических переменных с изменением времени, также умножается на $\gamma$. Новое решение можно получить из исходного решения, заменив $t$ новой независимой переменной $\tau$ так, чтобы $d t / d \tau=\gamma$. Новая независимая переменная совершенно произвольна: она может быть любой функцией $t, q$ и $\dot{q}$. Таким образом, из любого решения уравнения движения можно получить другое решение, заменяя $t$ произвольным $\tau$, причем уравнения движения не дают никакой информации о независимом переменном. Эта важная черта динамической теории с лагранжианом $L$, однородным относительно скоростей, делает ее особенно удобной для релятивистского описания. Лагранжиан любой динамической системы можно сделать однородным первого порядка относительно всех скоростей, приняв $t$ за добавочную координату $q_{0}$ и пользуясь равенством $\dot{q}_{0}=1$. Отсюда может быть выведено новое уравнение Лагранжа для всех $q$, как было показано автором *): Этим путем новую формулировку для общей динамической системы можно получить в терминах однородных скоростей.

Новая формулировка задает те же уравнения, что и старая, кроме $\dot{q}_{0}=1$. Чтобы получить и это уравнение, приходится считать его добавочным условием, не следующим из уравнений движения, но совместным с ними. Однако мы можем прекрасно обойтись без него, так как оно нужно лишь для того, чтобы задать независимую переменную, которая иначе была бы произвольной в формулировке динамической системы с однородными скоростями. Таким образом, мы можем, не нарушая общности, рассматривать только теории с однородными скоростями. В дальнейшем мы будем рассматривать только такие системы, так как они ведут к более простым уравнениям, причем точка будет означать дифференцирование по произвольной независимой переменной $\tau$.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru