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Libre de coordenadas técnicas en Mecánica lagrangiana

Considere el siguiente Lagrangiano (Ejercicio 3.6 B de Abraham y Marsden Fundamentos de la Mecánica): $$ L(\upsilon)=\frac12g(\upsilon,\upsilon)+V(\tau_Q\upsilon)+g(\upsilon,Y(\tau_Q\upsilon)) $$ ($V \colon Q \rightarrow \mathbb{R}$ es una función suave; $Y \colon Q \rightarrow TQ$ es un vector de campo; $\tau_Q\colon TQ\rightarrow Q$ es la tangente del paquete). Mi objetivo es calcular la correspondiente transformación de Legendre $FL \colon TQ \rightarrow T^*Q$. Era fácil lidiar con la primera plazo $L_1(\upsilon)=\frac12g(\upsilon,\upsilon)$: $$ \begin{aligned} \langle FL_1(\upsilon) |\, w\rangle &= \left.\frac{d}{ds}\left[\vphantom{\frac{d}{ds}}L_1(\upsilon+sw)\right]\right|_{s=0}=\left.\frac{d}{ds}\left[\vphantom{\frac{d}{ds}}\frac12g(\upsilon+sw,\upsilon+sw)\right]\right|_{s=0}\\ &=\frac12\left.\frac{d}{ds}\left[\vphantom{\frac{d}{ds}}g(\upsilon,\upsilon)+g(\upsilon,sw)+g(sw,\upsilon)+g(sw,sw)\right]\right|_{s=0}\\ &=\frac12\left.\frac{d}{ds}\left[\vphantom{\frac{d}{ds}}s(g(\upsilon,w)+g(w,\upsilon))+s^2g(w,w)\right]\right|_{s=0}\\ &=g(\upsilon,w), \end{aligned} $$ pero estoy atascado con los otros dos términos, por las razones que yo mismo no entiende. Debo ser capaz de calcular el $FL$ usando una simple regla de la cadena, pero el diferencial de $T\tau_Q$ de el lote somewhy me confunde.

Así, en caso de que sea apropiado para las Matemáticas.SE,

podría alguien poner un ejemplo de cálculo de $L_2(\upsilon)=V(\tau_Q\upsilon)$?

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RobbieGee Puntos 711

La transformación de Legendre de $L$, es la preservación de la fibra lisa mapa $\mathbb{F}L:TQ\to T^\ast Q$ definido por $$\langle\mathbb{F}L(v),w\rangle=\left.\frac{d}{dt}\right|_{t=0}L(v+tw),\quad \forall x\in Q,v,w\in T_xQ.$ $

Para el bilinearity del $g$, tienes:

$\left.\frac{d}{dt}\right|_{t=0}\ \frac{1}{2}g(v+tw,v+tw)=g(v,w).$

Recordar que $u$ y $w$ mentira en la fibra misma de $\tau_Q$, obtenemos:

$\left.\frac{d}{dt}\right|_{t=0}\ V(\tau_Q(v+tw))=0,$

$\left.\frac{d}{dt}\right|_{t=0}\ g(v+tw,Y(\tau_Q(v+tw))=g(w,Y(\tau_Q(v)).$

Resumen $$\mathbb{F}L(v)=g(v+Y(\tau_Q(v)),\cdot).$ $

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