Energía cinética en movimiento de fuerza central

ingrese la descripción de la imagen aquíMi pregunta es ¿cómo puedo saber la velocidad de una partícula en una trayectoria elíptica si una partícula se ve afectada por un potencial?

tu ( r ) = k r

tengo una partícula de masa metro moviéndose bajo la acción de F ( r ) = k / r 2 pues, obviamente en correspondencia con la fuerza gravitatoria, k > 0 . En un punto llamado PAG distante a desde el origen la velocidad es v 0 = k 2 metro a y la velocidad en este instante es perpendicular al vector de posición en PAG .

He encontrado el potencial efectivo

tu mi F F = k a 4 r 2 k r

Usando eso, el momento angular de este sistema es una constante del movimiento. Entonces, si tienes que la energía total también es una constante del movimiento porque la fuerza es independiente del tiempo, podemos encontrar mi usando

mi = metro v 0 2 2 + tu mi F F ( a )

Pero entonces mi problema es que me sale que la Energía Cinética es la misma tanto para el r metro a X = a y para el r metro i norte = a / 3 las distancias absidales de esta órbita. es la suposición de que tu mi F F ( r metro a X ) = tu mi F F ( r metro i norte ) equivocado ? Estoy usando esto debido a la trama de la ecuación de la tu mi F F . Tenemos dos valores que satisfacen tu mi F F ( r ) = 3 k / 4 a = tu mi F F ( a ) .

¿Para qué sirve la energía cinética? r metro i norte ?

¿Dónde está el origen de la fuerza? ¿Y dónde está la elipse? tendrás que especificarlos.
Hago esa elección de un sistema de coordenadas usando el hecho de que en ese momento v y a son perpendiculares entre sí

Respuestas (1)

Debes estar equivocado en tus cálculos.

Sea R = distancia máxima desde O (según su diagrama), y v 0 Sea la velocidad en r = R(r es la distancia radial general de cualquier punto P desde O).

Como la energía se conserva, tenemos: k R + 1 2 metro v 0 2 = k r + k ( r ) [K(r) es la energía cinética para la distancia radial r].

De esto obtenemos k ( r ) = k ( 1 r 1 R ) + 1 2 metro v 0 2 .

Claramente, k ( R ) = 1 2 metro v 0 2 k ( R / 3 ) = 2 k R + 1 2 metro v 0 2

Ahora entiendo cuál fue mi error. ¡Lo siento!