考えている系は次の図のようになっている。
だから、ラグランジュ方程式では、2つの質点間の力は一般化力に入れなくてよい。
この式をラグランジュ方程式という。
拘束力である糸の張力は仕事をしない。
だから運動は完全に決まるわけである。
ある粒子のある瞬間でのポテンシャルというのはどの座標系でも同じである。
【例終】 例2-6 2点間の距離に依存するポテンシャル 2点間の距離のみに依存するポテンシャルからの力でそれ以外はないとき。
【例終】 力が、ポテンシャルからの力と仕事をしない力から構成されている場合 今、力が、ポテンシャルからの力と可能な変位に対して仕事をしない力の和で構成されている場合を考えよう。
この非線形なシステムの取り扱いを簡単にするために、運動方程式を線形化する方法を紹介します。
あとはeq. 要は速度の変換に時間を含むかどうかである。
本文の説明だけで意味がよく分かるなら、例はどんどん飛ばせば良いと思う。
時間を含むのは速度の変換に時間を含む場合である。
次に時間を含むラグランジアンというものについて述べよう。
Contents• 直交座標は慣性系に固定された座標系なので、直交座標と時間を含まない変換で結ばれた座標系とは、慣性系に固定された座標系のことである。
次に時間を含むラグランジアンについてだが、 運動エネルギーは慣性系に固定された座標系ではどの慣性系の運動エネルギーを採用しようとも時間を含まない。
一方ポテンシャルに時間を含むかどうかだが、 ポテンシャルが時間を含まない座標(ポテンシャルを定義した座標系という意味だが)との変換が時間を含むときは、その座標系では必ずポテンシャルは時間を含むことになる。
というのは、この左辺を、恒等式に置き換えたものがラグランジュ方程式だからである。
簡単のため1次元とする。
しかし通常どの慣性系での運動エネルギーを使うかは、最も式が簡単なものを採用するに決まっているので気にしなくて良い。
この式はラグランジュ方程式として最もポピュラーな形である。
今、2つの質点の距離が変わらないという拘束条件があるとしよう。