Функция и уравнения Гамильтона

Пример. Если связи не зависят явно от времени, функция Н также не будет зависеть явно от f и уравнение Гамильтона — Якоби [c.220]

Таким образом, главная функция Гамильтона осуществляет переход к постоянным координатам р и постоянным импульсам а. Решая уравнение Гамильтона — Якоби, мы в то же время получаем решение рассматриваемой механической задачи. Говоря на математическом языке, мы установили соответствие между 2п каноническими уравнениями движения, которые являются обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка, и уравнением Гамильтона — Якоби, которое является уравнением первого порядка в частных производных. Такое соответствие имеет место не только для уравнений Гамильтона известно, что каждому уравнению первого порядка в частных производных соответствует определенная система обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка. В данном случае эта связь между рассматриваемым уравнением в частных производных и соответствующими каноническими уравнениями может быть объяснена происхождением этих уравнений от общего вариационного принципа — модифицированного принципа Гамильтона. [c.304]

Двухточечная характеристическая функция в пространстве событий и уравнение Гамильтона —Якоби. [c.410]

Вывод канонических уравнений Гамильтона из принципа Гамильтона — Остроградского. Из принципа Гамильтона—Остроградского можно получить и другую форму дифференциальных уравнений движения голономной механической системы — канонические уравнения Гамильтона. Будем предполагать, что на рассматриваемую систему наложены идеальные голономные связи, а действующие на точки системы активные силы обладают силовой функцией и. Принцип Гамильтона для такой системы запишется в виде равенства [c.465]

Ответы. Функция Лагранжа L и уравнения Гамильтона [c.334]

Лемма 13. Предположим, что функции Fq . ..,Fq" независимы в некоторой точке ро Е Г, и уравнения Гамильтона имеют дополнительный формальный интеграл Г = F s x,y)e , независимый от функций Тогда существуют такая [c.209]

Неиспользованными остались оптическая длина пути (д) и принцип Гюйгенса. Их механические аналоги — функция действия и уравнение Гамильтона — Якоби, к которым мы теперь и перейдем. [c.222]

Измененная функция Лагранжа. У. Гамильтон преобразует все штрихованные символы 0, ф, . .. в соответствующие символы и, V,. .. Однако можно применить лемму, для того чтобы заменить только некоторые лагранжевы координаты соответствующими гамильтоновыми координатами, оставляя другие неизменными. Можно, таким образом, использовать систему, состоящую из уравнений двух видов. Одна и та же функция позволяет нам использовать уравнения Лагранжа для одних координат, для которых эти уравнения более всего подходят, и уравнения Гамильтона для оставшихся координат, если мы считаем, что такая форма для них предпочтительнее. [c.360]

Подставим эту функцию в уравнения Гамильтона (7.6) и воспользуемся свойствами скобок Пуассона это дает [c.41]

Если мы имеем дело с консервативной механической системой, то функция Гамильтона не зависит явно от времени и уравнение Гамильтона — Якоби (8.14) переходит в уравнение [c.46]

Функция Гамильтона и уравнение Гамильтона—Якоби принимают вид [c.177]

Уравнения (132.5) называются каноническими уравнениями механики, или уравнениями Гамильтона. Уравнения Гамильтона представляют собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка. Интегрирование этих уравнений дает 25 величии с/,, (/2..... qs, Ри Рг,. ..у Ps в функции времени t и 2s [c.369]

В предыдущем параграфе было установлено, каким образом можно заданную систему с некоторым гамильтонианом Н преобразовать в другую систему с наперед заданным гамильтонианом /У —для этого надо старый и новый гамильтонианы подставить в уравнение (127), найти из него производящую функцию [c.322]

Вспомним теперь, что искомая производящая функция S является функцией q, q, t. Но если бы функция, удовлетворяющая уравнению (132), была бы найдена, то, как уже говорилось выше, q и р были бы константами. Поэтому интересующая нас функция S должна зависеть помимо п констант ai,. ... .., а (они входят вместо q ) лишь от старых координат q и от t. Теперь видно, что уравнение (132) является уравнением в частных производных относительно искомой функции S. Это уравнение в частных производных называют уравнением Гамильтона — коби. [c.323]

Для решения интересующей нас задачи нет нужды находить общее решение уравнения Гамильтона — Якоби. В силу сказанного выше нас интересует любая функция от q ц. t, удовлетворяющая тождественно этому уравнению и зависящая от п констант. Вспомним еще, что производящая функция должна удовлетворять условию (129). Теперь, когда вместо переменных q функция S зависит от п констант а, это дополнительное условие может быть переписано так [c.323]

В силу того, что функция S как полный интеграл уравнения (132) зависит только от < , а и t, равенства (134) определяют конечные соотношения между q, р и t, зависящие от 2п констант сб и Ру. Таким образом, равенства (134) задают в неявной форме движение в старых координатах. Они являются, следовательно, интегралами исходной системы уравнений Гамильтона ) [c.324]

Обратим теперь внимание на следующее обстоятельство. В координатном пространстве в каждый момент нас интересует положение лишь одной движущейся в нем точки—она определяется мгновенными значениями обобщенных координат рассматриваемой системы. Между тем полный интеграл уравнения Гамильтона — Якоби в каждый момент определяет функцию S, заданную во всем координатном пространстве и имеющую вполне определенное значение в каждой точке этого пространства. В связи с тем, что функция S зависит также и от времени, можно представить себе ее как некоторую поверхность, заданную в координатном пространстве и непрерывно деформирующуюся (или движущуюся). Каким же образом задание функции, определенной на всем пространстве и изменяющейся во времени, может определить движение той единственной точки, которая интересует нас Как связано движение этой точки с деформирующейся поверхностью [c.324]

Уравнение Гамильтона — Якоби для консервативных и обобщенно консервативных систем. В случае консервативной (обобщенно консервативной) системы в уравнение Гамильтона — Якоби входит функция Н, не зависящая явно от времени. Поэтому уравнение это принимает вид [c.332]

Покажем, что в рассматриваемом случае эта функция является полным интегралом уравнения Гамильтона — Якоби (158). Непосредственно видно, что функция (161) тождественно удовлетворяет уравнению (158) и зависит от п констант, а условие (155) сводится в этом случае к виду [c.334]

И что она зависит от п постоянных а,,. .., а . Как и в первом случае, легко проверить, что неравенство (155) выполнено. Поэтому функция (163) является полным интегралом уравнения Гамильтона— Якоби и, зная ее, можно выписать закон движения в конечной форме. [c.336]

Предположим, что рассматриваемая механическая система подчинена стационарным связям. В этом случае функция Гамильтона от времени явно не зависит и уравнение (6.12) имеет вид [c.156]

Из принципа Гамильтона — Остроградского можно получить и канонические уравнения Гамильтона. Действительно, из выражения (5.6) для функции Гамильтона [c.218]

Возможность знака перед радикалом здесь можно не учитывать, так как согласно теореме 9.4.2 достаточно найти любую функцию 51, зависящую от одной произвольной постоянной, например Л, и удовлетворяющую уравнению Гамильтона-Якоби. [c.647]

Будем считать, что при а = О к а = I мы имеем одну и ту же точку кривой Со. Из каждой точки кривой Со, как из начальной, выпустим интегральную кривую уравнений Гамильтона. Получим замкнутую трубку интегральных кривых (рис. 9.5.1), образующие которой задаются функциями [c.659]

В новых переменных уравнения движения имеют форму уравнений Гамильтона и задаются функцией Н — сН дW д . Но г = 1,..., п, будучи первыми интегралами движения, не изменяются с изменением времени = О, г = Отсюда дН /дг1 = 0. [c.695]

Найти функцию Гамильтона и написать уравнения Гамильтона для случая Эй.пера движения твердого тела вокруг неподвижной точки (см. 6.7). В качестве Лагранжевых координат принять углы Эйлера. [c.700]

Пусть функция Гамильтона Я(p,q) сохраняется на гамильтоновых фазовых потоках, определенных функциями /(р, q) и д(р, q). Показать, что тогда скобка Пуассона /, д есть первый интеграл системы уравнений Гамильтона с функцией Гамильтона Я. [c.700]

Принцип Гамильтона состоит в следующем функции и (), , удовлетворяющие уравнениям Лагранжа, т. е. выражающие истинное движение системы под действием данных сил, удовлетворяют в то же время необходимым условиям того, чтобы действие по Гамильтону могло принять экстремальное значение (максимум или минимум) сравнительно со значениями во всех других возможных близких [c.375]

Принцип Гамильтона состоит в следующем функции и У1, удовлетворяющие уравнениям Лагранжа (выражающие истинное движение системы под действием данных сил), удовлетворяют в то же время необходимым условиям экстремальности действия по Гамильтону, т. е. действие по Гамильтону имеет максимум или минимум сравнительно со значениями во всех других возможных близких движениях системы, переводящих ее из начального положения (при <= о) в конечное (t = tl). [c.405]

Показано, что элементарное действие и уравнения Гамильтона будут инвариантными по отношению к преобразованию подобия, если суммы показателей квазиоднородности сопряжённых величин равны между собой. При этом преобразование Лежандра даёт функцию Лагранжа, которая является квазиоднородной той же степени, что и функция Гамильтона. [c.232]

Задача 30. Составить функцию Гамильтона и уравнения Гамильтона для системы двух ма- териальных точек Mi, М2 [c.515]

Из-за зависимости между полевыми функциями и функциями импульсов уравнения Гамильтона для дираковского поля должны выглядеть следующим образом [c.146]

Для - ньнюда уравнений Гамильтона вычислим вариацию функции Я, используя ес определение (45) и учитывая, что время при этом не варьируется. Так как /, = /.(с/,, 4 , /), то получаем [c.417]

Предположим, что некоторая функция f q, р, О = onst является первым интегралом уравнений движения. Вычислим производную d[[q t), p t), tydt, где q t) и p( ) —решения уравнений Гамильтона. [c.267]

Записанный так интегральный инвариант Пуанкаре — Картана для консервативных систем отличается от интегрального И11ва-рианта в общем случае движения в потенциальном поле в трех отношениях во-первых, суммирование в первом члене ведется не от единицы до л, а от двух до п во-вторых, вместо гамильтониана Я в этом выражении стоит функция К, которая получилась, когда интеграл энергии (136) был разрешен относительно импульса Pi (см. выражение (138)) в-третьнх, роль t играет теперь <7i. Таким образом, воспользовавшись тем, что для консервативных и обобщенно консервативных систем гамильтониан не зависит явно от времени, мы исключили время из выражения интегрального инварианта Пуанкаре — Картана. Теперь совершенно так же, как в общих случаях движения систем в потенциальном поле из интегрального инварианта Пуанкаре — Картана следуют канонические уравнения Гамильтона, для консервативных и обобщенно консервативных систем из интегрального инварианта (139) следуют уравнения [c.328]

Эти уравнения отличаются от уравнений Гамильтона в тех же отнсилениях, в каких интегральный инвариант (139) отличается от интегрального инварианта Пуанкаре — Картана роль функции Н играет функция К, вместо t стоит <7, и / меняется не от 1 до п, а от 2 до п. Полученные таким образом уравнения (140) для консервативных систем являются аналогом уравнений Гамильтона и называются уравнениями Уиттекера. Уравнений Уиттекера на два меньше, чем уравнений Гамильтона, и следовательно, использовав интеграл энергии и исключив время, нам удалось снизить порядок системы на две единицы. [c.328]

Уравнение (154) и является уравнением Гамильтона — Якоби для консервативных (Я = —энергия системы) или обобщенно консервативных (Я — обобщенная энергия) систем. Таким образом, чтобы составить уравнение Гамильтона — Якоби для консервативной (обобщенно консервативной) системы, нужно просто записать закон сохранения энергии (обобщенной энергии) и в выражении энергии заменить все импульсы часинлми производными искомой функции V по соответствующим координатам. [c.333]

Как было показано в предыдущих параграфах, применение метода разделения переменных позволяет получить полный интеграл уравнения Гамильтона — Якоби. Однако этот меуод не всегда применим. Поэтому естественно заранее выяснить, при каком виде гамильтоновой функции (или отдельно кинетической и потенциальной энергий) возможно применение метода разде- [c.166]

Следствие 9.2.3. Система канонических уравнений Гамильтона имеет первый интеграл вида Н = к, где к — постоянная инте-грирования, тогда и только тогда, когда функция Гамильтона Н не зависит явно от времени дH/дt = 0. Для систем материальных точек этот интеграл эквивалентен обобщенному интегралу энергии Якоби, для склерономных систем с потенциальными силами — интегралу полной механической энергии. [c.634]

Канонические преобразования сохраняют все общие свойства систем уравнений Гамильтона. Изменяется только вид самой функции Гамильтона. Выще мы видели (теорема 9.4.3), что возможность интегрирования таких систем тесно связана именно со спецификой зависимости функции Гамильтона от фазовых переменных. Если удается найти каноническое преобразование, переводящее функцию Гамильтона к такому виду, что систему, полученную после преобразования, можно проинтегрировать, то тем самым проинтегрируются и исходные канонические уравнения. [c.687]

Из уравнений (64.21) и (64.22 ) видно, что для групиы канонических переменных функция Раусса удовлетворяет уравнениям Гамильтона, а для группы лагранжевых переменных — уравнениям Лагранжа второго рода. Соотношения (64.21) и (64.22 ) называют уравнениями Раусса. [c.96]

Как известно из механики, движение материальных частиц может быть определено с помощью уравнения Гамильтона-Якоби, являющегося, как и уравнение (67,3), уравнением в частных производных первого порядка. Аналогичной г 5 ве.1ичииой является гфи этом действие 5 частицы, а производные от действия определяют импульс р и функцию Гамильтона Н (энергию) частицы согласно формулам р = <35/(3г, Н =-—dS/dt, аналогично формулам (67,2). Известно, далее, что уравнение Гамильтона-Якоби эквивалентно уравнениям Гамильтона, имеющим вид р = —dHfdr, v = r = dH/dp. Вследствие указанной аналогии между механикой материальной частицы и геометрической акустикой мы можем непосредственно написать аналогичные уравнения для лучей [c.366]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...