Теорема Нётер и сохранение импульса

Итак, как мы все знаем, для системы с трансляционной симметрией теорема Нётер утверждает, что импульс сохраняется, точнее, теорема утверждает, что величина:

л д ˙
так что общий импульс сохраняется. Здесь у меня есть проблема: предположим, я хочу показать этот классический импульс п "=" м в сохраняется в системе с трансляционной симметрией (также, конечно, потенциальная энергия в лагранжиане не зависит от скорости), тогда я имею:
л Икс ˙ "=" К Икс ˙ "=" Икс ˙ 1 2 м Икс ˙ 2 "=" м Икс ˙ .
Идеальный! Но предположим, что я хочу использовать параметризацию для своей системы, поэтому:
Икс ( т ) "=" Г ( д ( т ) )
как мы обычно делаем в лагранжевой механике, то сохраняющаяся величина по-прежнему равна:
л д ˙ .
На самом деле теорема Нётер утверждает, что обобщенный импульс сохраняется, и это по определению является обобщенным импульсом. Ну тогда у меня:
л д ˙ "=" д ˙ 1 2 м д ˙ 2 | Г ( д ) | 2 "=" м д ˙ | Г ( д ) | 2 "=" м в | Г ( д ) | .
Что это за хрень?? Кроме того, если я выберу Г для представления строки со следующей параметризацией:
Г "=" [ к д 0 0 ] .
Я получил:
л д ˙ "=" м в | к |
поэтому сохраняемое количество зависит от параметризации??? Теперь: я, конечно, знаю, что где-то ошибся; может быть, в содержании теоремы Нётер (даже если я взял содержание этой теоремы прямо из моей книги по лагранжевой механике) или, может быть, где-то еще. Мои вопросы:

  1. Почему я получаю этот результат?
  2. Как я могу показать этот импульс п "=" м в сохраняется для симметрично трансляционной системы с использованием теоремы Нётер и любой параметризации Г Я хочу?
  3. Верно ли, что обобщенный импульс сохраняется для любой симметрично поступательной системы?
  4. Когда сохранение обобщенного импульса подразумевает сохранение классического импульса?

Это моя проблема; надеюсь, вы можете мне помочь. Пожалуйста, попробуйте дать мне полный ответ, эта проблема меня очень беспокоит.

Является Г функция д ˙ .

Ответы (1)

  1. Давайте для простоты рассмотрим одномерную систему. Если лагранжиан л ( Икс ˙ , т ) имеет циклическую переменную Икс , то действие имеет бесконечно малую трансляционную симметрию

    дельта Икс   "="   ϵ ,
    и хорошо известно, что сохраняющийся нётеровский заряд
    (1) Вопрос   "="   л Икс ˙
    — сопряженный импульс.

  2. ОП рассматривает следующее преобразование координат

    Икс   "="   ф ( д , т ) .
    Обратите внимание, что д не обязательно является циклической переменной (поскольку Икс ˙ "=" ф д д ˙ + ф т может зависеть от д ). Новая симметрия становится
    дельта д   "="   ϵ Д ,
    где
    Д   "="   д Икс   "="   ( ф д ) 1
    так называемый генератор. Согласно формуле Нётер, сохраняющийся нётеровский заряд равен «генератору, умноженному на импульс»:
    (2) Вопрос   "="   л д ˙ Д   "="   л Икс ˙ ,
    то же, что и раньше, из-за цепного правила .