Küsimus:
Kas Lagrangi keelt saab kirjutada AINULT aja funktsioonina?
novawarrior77
2020-08-06 22:11:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lagrangi sõnastus on alati $ L (t, q, \ dot {q}) $ .

Kui maagiliselt teadsite võrrandeid $ q (t) $ ja $ \ dot {q} (t) $, kas Lagrangi keelt võiks kunagi kirjutada ainult aja funktsioonina?

Võtame näiteks vabalangemise. $$ y (t) = y_0 + v_0t - (1/2) gt ^ 2 $$ $$ \ dot {y} (t) = v_0 -gt $$

Kas Lagrangi keelt saab nüüd kirjutada järgmiselt: $$ L = KE-PE = (1/2) m \ dot {y} ^ 2-mgy = (1/2)m (v_0 -9,8t) ^ 2 mg (y_0 + v_0t -4,9t ^ 2) $$

Nüüd on Lagrangian kirjutatud ainult aja funktsioonina ja me võime panna aja sisse ja teada saada, mis on Lagrangian mis tahes liikumise punktis.Kas see on seaduslik?Andke andeks, kui see on lihtne.

Mulle tundub, et sa saaksid seda teha - aga mis kasu sellest oleks?See, mida proovite saavutada, on seotud sellega, kas leiate, et see on "seaduslik", nii et võib-olla meie jaoks küsimuse lahtimõtestamiseks võiksite täpsustada, mida mõtlete "õigustatud" all.
Ma lihtsalt mõtlesin, kas mu loogika ja matemaatika on täpsed.See pole ilmselt kasulik, sest kui teil on juba q (t), saate jälgida kõike, mida soovite süsteemi.
Seotud: https://physics.stackexchange.com/q/307794/50583
Mis kasu on Lagrangianist?Selle kasutamine on see, et saame sellest tuletada liikumise (ja liikumise integraalide) võrrandid, uurides, kuidas tegevusintegraal reageerib variatsioonile $ q $, $ \ dot q $.Kui parandate $ q $, $ \ dot q $, pole midagi muuta.Niisiis, mis oleks selle "Lagrangi" kasutamine?Sõna otseses mõttes võiksite kirjeldada lagrangi keelt - aga see oleks kasutu objekt.Huvitav on mõelda, kuidas ja miks see erineb tavapärasest funktsioonide käsitlemisest, kus oleme huvitatud nende hindamisest, kuid mitte niivõrd nende funktsionaalsest vormist.
Jah, rattale saab panna ruudukujulisi rattaid, kuid see ei veere enam.
Ma ei nõustu seal JonathanZ-ga.Ma juhin teie tähelepanu sellele hiilgavale kohanemisele.https://twitter.com/i/status/755139996399595520
Kaks vastused:
Qmechanic
2020-08-06 23:08:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink
  1. EL-i võrrandite kasutamine (või nende lahendite lisamine) -funktsioonifunktsiooni hävitab tavaliselt statsionaarse tegevuse põhimõtte.Näiteid leiate sellest Phys.SE postitusest.

  2. OPi pealkirja küsimus: kui Lagrangi $ L (t) $ sõltub ainult ajast $ t$ , siis saab selle kirjutada koguaja tuletisena $ L = dF / dt $ ja see tähendab, et see on samaväärne tühisele Lagrangi $ L = 0 $ -le, st EL-i võrrandid on tühised.

Tabin
2020-08-06 22:24:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Seda tehes eemaldab see ühe suurriigi Lagrangi mehaanika: Euleri-Lagrange'i võrrandid, mis on

$$ \ frac {d} {dt} \ frac {\ osaline L} {\ osaline \ täpp {q}} = \ frac {\ osaline l} {\ osaline q} $$

Pange tähele võrrandites, et meil on osalised tuletised. Nii et kui teeksime $ L = L (t) $ , siis annaksid Euler Lagrange'i võrrandid $ 0 = 0 $ (ilus fakt, kuid siiski mitte eriti kasulik). Lisaks on Euleri-Lagrange'i võrrandid mõeldud teile liikumisvõrrandite andmiseks, nii et tõenäoliselt ei suudaks võrrandeid $ q (t) $ või $ \ dot {q} (t) $ igatahes.

Muuda: seda tehes on tegelikult põhimõttelisem probleem (ja tänan teid nii palju Qmechanicule ja ZeroTheHero'le, et olete sellele tähelepanu juhtinud). Kui ühendate lihtsalt liikumise oma Lagrangianisse tagasi ja proovite seejärel uuesti rakendada Euleri-Lagrange'i võrrandeid, saate enam kui tõenäoliselt vale liikumise võrrandi. Näiteks võtke lihtne vedru:

$$ L = \ frac {m \ dot {x} ^ 2} {2} - \ frac {kx ^ 2} {2} \ tähendab m \ ddot {x } = - kx \ tähendab x = \ sin (\ sqrt {k / m} \ cdot t) $$ (ainult üks võimalik lahendus)

kus kasutasime EL ekvivalente. Kui aga ühendame selle tagasi oma Lagrangianisse, ei saa me õigeid liikumisvõrrandeid:

$$ L = \ frac {m \ dot {x} ^ 2} {2} - \ frac {k \ sin ^ 2 (\ sqrt {k / m} \ cdot t)} {2} \ tähendab m \ ddot {x} = 0 $$ (!!!)

Üksust $ \ dot q $ ei saa lahendada ja ühendada see tagasi Lagrangianisse, kuna sellest tulenev EOM pole õige.Seega on selle tegemisel * kõik * valesti.Vt ka @Qmechanic postitust allpool.


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 4.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...