Como una especie de continuación de mi pregunta anterior, me gustaría señalar dos derivaciones de la tercera relación de Hamilton que conducen a dos resultados diferentes. Claramente hay un error dentro del proceso, pero no puedo averiguar dónde se encuentra.
El primer intento es el mismo que usan mis otros compañeros de clase, y establece que si el hamiltoniano es la transformada de Legendre del lagrangiano, al tomar el diferencial total de ambos lados podemos hacer coincidir cada derivada parcial que multiplica un diferencial total común. El emparejamiento entre cada término da las Tres Relaciones de Hamilton de un plumazo.
Escribiendo la Transformada de Legendre deH= H( q, p , t )
, en este caso debe escribirse comoH= H(q1, … ,qnorte,pag1, … ,pagnorte, t )
peronorte= 1
El grado de libertad se asume sin pérdida de generalidad. El hamiltoniano del sistema es entonces:
H= pagq˙− L
tomando el diferencial exacto de ambos lados se obtiene:
dH _=q˙d p+p dq˙- re L
pero aquí
L = L ( q,q˙, t )
por lo que el diferencial total lagrangiano es igual a:
d L=(∂L∂q)q˙, tre q+(∂L∂q˙)q, tdq˙+(∂L∂t)q,q˙dt _
ya que por definición el momento canónico
pag
Se define como
(∂q˙L)q, t
, no habría sido posible escribir la primera ecuación sin esta definición. Usando la Ecuación de Euler en la primera derivada parcial, obtenemos:
d L=ddt _(∂L∂q˙)q, tre q+ pag _q˙+(∂L∂t)q,q˙re t=pag˙re q+ pag _q˙+(∂L∂t)q,q˙dt _
reemplazando la última ecuación en la segunda ecuación obtenemos:
dH _=q˙d p+p dq˙−pag˙re q- pag req˙−(∂L∂t)q,q˙re t=q˙re pag-pag˙re q−(∂L∂t)q,q˙dt _
Hasta aquí, todo bien, ahora solo necesitamos escribir el diferencial exacto explícito del hamiltoniano y verificar los diferenciales entre las expresiones:
dH _=(∂H∂q)pag , tre q=pag˙re q+−(∂H∂pag)q, tdt _q˙dp _+−(∂H∂t)q, pagdt _(∂L∂t)q,q˙dt _
entonces se pueden obtener tres relaciones de Hamilton:
(∂H∂q)pag , t=pag˙;(∂H∂pag)q, t= −q˙;(∂H∂t)pag q _= −(∂L∂t)q,q˙
La segunda derivación es más rápida, porque en lugar de tomar el diferencial total de ambos lados de la Transformada de Legendre, tomamos el tiempo total derivado:
dH _dt _=re (pagq˙)dt _−d Ldt _
luego, expandiendo la derivada temporal total del Lagrangiano, y aplicando las mismas definiciones que antes:
d Ldt _=(∂L∂t)q,q˙+(∂L∂q)q˙, tre qdt _+(∂L∂q˙)q, tdq˙dt _=(∂L∂t)q,q˙+pag˙q˙+ pagq¨
pero
pag˙q˙+ pagq¨= re ( pagq˙) / dt _
, por lo que sustituyendo la última ecuación por la diferencial de tiempo total, obtenemos:
dH _dt _=re (pagq˙)dt _−(∂L∂t)q,q˙−pag˙q˙- pagq¨=re (pagq˙)dt _−(∂L∂t)q,q˙−re (pagq˙)dt _
por lo que la última, tercera relación de Hamilton es:
dH _dt _= −(∂L∂t)q,q˙es diferente de(∂H∂t)pag q _= −(∂L∂t)q,q˙
La pregunta final es: ¿
por qué estos métodos dan resultados diferentes? Si uno de ellos es incorrecto, ¿dónde está el error? Esto es de un curso de segundo año en Ingeniería Física, pero se agradecería señalar la trampa en mi razonamiento.
jerbo sammy
elval
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púlsar
jerbo sammy
bolbteppa