Задача взята из "Классической механики" Гольдштейна, 2-е издание.
При столкновении двух бильярдных шаров мгновенные силы между ними очень велики, но действуют лишь за бесконечно малое время. , таким образом, что количество
остается конечным, интеграл известен как импульс силы. Покажи то
Итак, я начал с уравнения Эйлера-Лагранжа.
Интеграция обеих сторон с разницей в пределах бесконечно мала ,
первый интеграл на LHS равен
Интеграл на правой стороне есть импульс силы, второй интеграл на левой стороне равен нулю, так как предельная разность бесконечно мала. Верны ли мои рассуждения? Я могу показать вышеуказанное отношение, но я не знаю, правильны ли мои рассуждения.
Это рассуждение правильное, но также необходимо доказать, что второй интеграл LHS равен нулю.
Если примитив частной производной , т.е. _ не удовлетворил , то второй интеграл LHS не будет равен нулю.
Поскольку предполагается, что импульсивные силы вызывают лишь непостоянное изменение обобщенных скоростей за бесконечно малое время , а не в обобщенных координатах, то остается непрерывным, если неимпульсные силы зависят только от пространства.
Так обстоит дело в этом конкретном примере двух бильярдных шаров в плоскости xy . и координаты не ограничены и являются обобщенными координатами также. Таким образом, отношение
действительно, где - зависящая от пространства неимпульсная сила.
Обратите внимание, что бильярдные шары не имеют отношения к задаче. Если бы на шары действовала сила, зависящая от скорости, или если бы кинетическая энергия зависела еще и от пространственных координат , то этот результат не будет верным, так как второй интеграл LHS может быть отличным от нуля. Например, этот результат недействителен для двух сталкивающихся маятников, поскольку кинетическая энергия явно зависит от обобщенной координаты . Физически это означает, что сразу после столкновения происходит непостоянное изменение натяжения безмассового стержня, поддерживающего массу.
Ичьямой