Hamiltoniano para un péndulo de longitud variable

Esta pregunta está tomada del libro "Dinámica clásica de partículas y sistemas" - Marion, problema 7.24. El problema se trata de un péndulo que se pone en movimiento, su longitud varía a un ritmo constante

d yo d t = α .
Se le pide al lector que calcule el Lagrangiano, el Hamiltoniano y discuta la conservación de la energía. Calculando el Lagrangiano obtenemos:
L = T tu = 1 2 metro ( yo ˙ 2 + yo 2 θ ˙ 2 ) + metro gramo yo porque θ = 1 2 metro ( α 2 + yo 2 θ ˙ 2 ) + metro gramo yo porque θ .
Ahora, podemos encontrar los momentos generalizados tanto para θ y yo :
pag θ = L θ ˙ = metro yo 2 θ ˙
pag yo = L yo ˙ = metro yo ˙ = metro α .
Ahora que tenemos los momentos generalizados podemos escribir el hamiltoniano siguiente:
H = i pag i q i ˙ L = pag θ 2 2 metro yo 2 + pag yo 2 2 metro metro gramo yo porque θ .
Pero, según el libro, el hamiltoniano es en realidad igual a:
H = i pag i q i ˙ L = pag θ 2 2 metro yo 2 pag yo 2 2 metro metro gramo yo porque θ .
Este resultado básicamente ignora el término pag yo yo ˙ . ¿Por qué?

No creo que l sea una coordenada generalizada, por lo que pl no es correcto
¿Por qué no sería? Considerando que necesitamos saber l para especificar la posición de la masa del péndulo.

Respuestas (1)

Sugerencias:

  1. El sistema lagrangiano original tiene 2 variables ( , θ ) y 1 restricción = 0 α t .

  2. Al insertar la restricción, podemos reescribir esto como un sistema Lagrangiano reducido con 1 variable θ y 0 restricciones.

  3. El sistema hamiltoniano reducido correspondiente tiene entonces variables ( θ , pag θ ) con hamiltoniano H = pag θ θ ˙ L .