当前位置:学习内容 -综 合 例 题

7.1  试由哈密顿原理求质点在万有引力作用下的运动微分方程。[解]  在极坐标中,动能与势能分别为                   (1)

故拉格朗日函数L为

                 (2)

代入哈密顿原理中得

              (3)

                  (4)

(4)式中的两个关系代入(3)式中,得

                        ,   

而积分号内的dr和dq是任意的,即它们一般并不等于零,而且是独立的,故得

                          

这就是我们所要求的关系。

7.2  用哈密顿正则方程解单自由度线性振动问题。

[解]  取系统的一个广义坐标为q,则拉格朗日函数是

其中m为振子的质量,k为弹性系数(弹簧质量略去不计)。

广义动量是            

由此算出哈密顿函数为

哈密顿正则方程为               

如消去p,则得方程。因为H不显含t,所以有广义能量积分

可见在相平面(q-p平面)上,相轨迹是一族椭圆,其中每一个椭圆的大小由总能量E决定。当然,相轨迹也可以从正则方程经消元得到,在正则方程中消去t,得

积分后得到的式子与能量积分是完全等价的。

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