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El principio de Hamilton con restricciones semiholonómicas en Goldstein

Estoy estudiando de Goldstein Mecánica clásica , 3ª edición. En la sección 2.4, discutió el principio de Hamiltion con restricciones semiholonómicas. Las restricciones pueden escribirse en la forma $f_\alpha(q_1,...,q_n;\dot{q_1},...,\dot{q_n};t)=0$ donde $\alpha=1,...,m$ . Utilizando el principio variacional, obtenemos

$$\delta\int_{t_1}^{t_2}\left(L+\sum_{\alpha=1}^m \mu_\alpha f_\alpha\right)\mathrm dt=0 \tag{2.26}$$

donde $\mu_\alpha=\mu_\alpha(t)$ .

Pero cómo puede conseguir la fórmula

$$\frac{d}{dt}\frac{\partial L}{\partial\dot{q_k}}-\frac{\partial L}{\partial q_k}=-\sum_{\alpha=1}^m \mu_\alpha \frac{\partial f_\alpha}{\partial\dot{q_k}} \tag{2.27}$$

para $k=1,...,n$ de la fórmula anterior?

Cuando sigo los pasos de la sección 2.3, obtengo $$\frac{dI}{d\beta}=\int_{t_1}^{t_2}\sum_{k=1}^n\left(\frac{\partial L}{\partial q_k}-\frac{d}{dt}\frac{\partial L}{\partial\dot{q_k}}+\sum_{\alpha=1}^m \mu_\alpha\left(\frac{\partial f_\alpha}{\partial q_k}-\frac{d}{dt}\frac{\partial f_\alpha}{\partial\dot{q_k}}\right)\right)\frac{\partial q_k}{\partial\beta}\mathrm dt$$ donde $\beta$ denota el parámetro de pequeño cambio de trayectoria: \begin{align} q_1(t,\beta)&=q_1(t,0)+\beta\eta_1(t)\\ q_2(t,\beta)&=q_2(t,0)+\beta\eta_2(t)\\ &\ \,\,\vdots \end{align} Utilizando el mismo argumento que en la parte de la restricción holonómica de la sección 2.4, obtengo $$\frac{\partial L}{\partial q_k}-\frac{d}{dt}\frac{\partial L}{\partial\dot{q_k}}+\sum_{\alpha=1}^m \mu_\alpha \left(\frac{\partial f_\alpha}{\partial q_k}-\frac{d}{dt}\frac{\partial f_\alpha}{\partial\dot{q_k}}\right)=0$$ para $k=1,...,n$ .

¿Qué me falta?

8voto

Stefano Puntos 763

Nótese que el tratamiento de las ecuaciones de Lagrange para las restricciones no holonómicas en la Ref. 1 es inconsistente con las leyes de Newton, y se ha retractado en la página de erratas de la Ref. 1. Véase la Ref. 2 para más detalles.

Referencias:

  1. H. Goldstein, Classical Mechanics; 3rd ed; Section 2.4. Página de inicio de Errata . (Nótese que esta crítica sólo se refiere al tratamiento de la 3ª edición; los resultados de la 2ª edición son correctos).
  2. M.R. Flannery, El enigma de las restricciones no holonómicas, Am. J. Phys. 73 (2005) 265 .

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