Euler-Lagrange-ligning: Forskelle mellem versioner

Content deleted Content added
m småret
Tag: 2017-kilderedigering
m kosmetisk
Tag: 2017-kilderedigering
Linje 3:
Givet en funktional på formen
 
:<math>J[q_1,...,q_n]=\int_{a}^{b} L(x,q_1(x),...,q_n(x),q'_1(x),...,q_n'(x))dx</math>
 
da er den første funktional-afledte mht.<math>q_i</math> ved <math>x</math> givet ved:
 
:<math>{\delta J\over \delta q_i(x)}={\partial L\over\partial q_i}-{\operatorname d \over \operatorname dx} {\partial L\over\partial q'_i}</math>
 
<math>J</math> er stationær, når den [[funktional-afledte]] er lig nul, hvorved Euler-Lagrange-ligningerne fås:
 
:<math>{\partial L\over\partial q_i}-{\operatorname d \over \operatorname dx} {\partial L\over\partial q'_i}=0 \quad \forall i</math>
 
== Endimensionelt eksempel ==
Et bestemt mekanisk system beskrevet ved én koordinat ''x'' har Lagrangefunktionen:
 
:<math>L(x,\dot x)=T(\dot x)-V(x)=\frac{1}{2}m\dot x^2-V(x)</math>
 
Dvs. at den [[Kinetisk energi|kinetiske energi]] er givet som for en klassisk punktmasse med massen ''m'' og hastigheden <math>\dot x \overset{\underset{\mathrm{def}}{}}{=} {\operatorname{d}x\over\operatorname{d}\!t}</math>, mens den [[Potentiel energi|potentielle energi]] afhænger af positionen (den potentielle energi ville i det mest brugte eksempel, hvor partiklen befinder sig i et homogent tyngdefelt være givet på formen <math>V(x)=mgx</math>).
Linje 22:
Systemet vil udvikle sig således at [[Virkning (fysik)|virkningen]] stationeres, og systemets [[dynamik]] er da beskrevet ved Euler-Lagrange-ligningen:
 
:<math> \frac{d}{dt}\left(\frac{\partial L}{\partial \dot x}\right)- \frac{\partial L}{\partial x} = 0</math>
 
:<math>\Downarrow</math>
 
:<math> \frac{d}{dt} \left(\frac{\partial \left(\frac{1}{2}m\dot x^2-V(x)\right)}{\partial \dot x}\right)- \frac{\partial \left(\frac{1}{2}m\dot x^2-V(x)\right)}{\partial x} = 0</math>
 
:<math>\Downarrow</math>
 
:<math> \frac{d}{dt} \left(m\dot x\right)+ \frac{\partial V(x)}{\partial x} = 0</math>
 
:<math>\Downarrow</math>
 
:<math> m\ddot x+ \frac{\partial V(x)}{\partial x} = 0</math>
 
:<math>\Downarrow</math>
 
:<math>m\ddot x=-\frac{\partial V(x)}{\partial x} \qquad (1)</math>
 
Eftersom den dobbelte tidsafledte mht. positionen er accelerationen og den positionsafledte mht. det negative potentiale svarer til kraftkomposanten i retning af x, svarer <math>(1)</math> til [[Newtons anden lov]].
 
:<math>F = m\ddot x</math><nowiki/>
 
{{fysikstub}}