「よくわかる解析力学」(東京図書)サポート掲示板

よくわかる解析力学サポートページに戻る

「サポート掲示板3」が不具合で書き込めなくなりましたので作りました。こちらに書き込んでください。




p.39練習問題(問2-4)について

med? (2020-04-15 (水) 14:29:34)

p.39練習問題(問2-4)の解答についての質問です。
I の変分の第一項のルートの中にδy'が含まれていないのはなぜなのでしょうか。
回答よろしくお願い致します。


p363 問い10-5の解答について

小泉? (2020-03-20 (金) 09:23:45)

1)D.98でPを一定にしてQでPを微分した場合、 

  ∂P/∂Q=0ではないでしょうか?

  私は次のようにしました。qを一定と仮定,(D,12)を利用
  ∂P/∂p=(∂P/∂Q)×(∂Q/∂p)=(∂P/∂Q)×(-∂q/∂P)=-∂q/∂Q

   となります。

  ∂P/∂p=-∂q/∂Q、∂p/∂Q=-∂P/∂qを使うと{Q,P}=0となってしまいます。

2)D.98, D.99が成立した場合でも、D.100に於いて
  (∂Q/∂q)*(∂q/∂Q)=1, (∂P/∂q)*(∂q/∂Q)=1

  なので、{Q,P}=1+1=2 となるのではないでしょうか?

よろしくお願い致します。


p219 (9.42)について

小泉? (2020-03-01 (日) 13:59:55)

H=ΣP_i(dq_i/dt)-Lであるが、(9.42)ではラグランジアンLの扱いが省略されており、何故 H(q+ε・・,p-ε・・)=H(q,p)となるのか、理解できません。ご教示をお願いします。


p.267(10.83)について

tatsu? (2020-02-27 (木) 16:32:24)

$L=\frac{1}{2}m\left(\dot{Q}+gt\right)^2$

という加速系のラグランジアンから求めた運動量は$P=m\left(\dot{Q}+gt\right)$であり、

$K=P\dot{Q}-\frac{P^2}{2m}=\frac{P^2}{2m}-Pgt$ (10.83)

がハミルトニアンである。

という説明がありますが、$\left(q,p\right)\rightarrow \left(Q,P\right)$において、$\left\{Q,P\right\}_{\left(q,p\right)}=1$を確認しておりません。その後の母関数を使った変換で導いたハミルトニアン$K$と(10.83)のハミルトニアン$K$は一致するのですが、"(10.28)の段階"でのハミルトニアン$K$は正準変換によるハミルトニアンと言えるのでしょうか?

お忙しいところ申し訳ありませんがよろしくお願いいたします。


p.255の説明の件

tatsu? (2020-02-24 (月) 06:31:30)

p.255に以下のような説明があります。

$\left(q,p\right)\rightarrow\left(Q,P\right)$という正準変換を行ったとき、作用も

$\int\left(p\dot{q}-H\left(q,p\right)\right)dt\rightarrow\int\left(P\dot{Q}-H\left(q\left(Q,P\right),p\left(P,Q\right)\right)\right)dt$

と変化する。それでも正準方程式が変化しない為には、どんな条件が必要だろうか。・・・・・・・・・

つまりこの場合、正準方程式が変わらずにラグラジアンが変化する。そうなるのは

$\int\left(p\dot{q}-H\left(q,p\right)\right)dt=\int\left(P\dot{Q}-H\left(q\left(Q,P\right),p\left(P,Q\right)\right)+\frac{dG}{dt}\right)dt$

のように「表面項」になる量が付け加わった場合である。

上記の説明だと、$p\dot{q}=P\dot{Q}+\frac{dG}{dt}$という条件は正準方程式が変化しない条件というより、作用が変化しないための条件だと読み取れるのですが、$p\dot{q}=P\dot{Q}+\frac{dG}{dt}$という条件が正準方程式が変化しない条件である理由を教えて頂けませんでしょうか?

宜しくお願いいたします。


P.240の(9.40)式について

tatsu? (2020-02-20 (木) 00:10:50)

P.240の(9.40)式に$\frac{d\left(p_i\delta q_i\right)}{dt}$という式がありますが、これは$\sum_i\frac{d\left(p_i\delta q_i\right)}{dt}$ではないでしょうか?宜しくお願い致します。


ネーターの定理が時間並進性のとき成り立つ条件について

tatsu? (2020-02-18 (火) 16:52:05)

p.202のネーターの定理に「ある変数変換 $q_i \rightarrow q_i+\delta q_i$を行ったとき、

$L\left(\left\{q_*\right\},\left\{\dot{q}_i\right\}\right) \rightarrow L\left(\left\{q_*\right\},\left\{\dot{q}_i\right\}\right)+\frac{\text{d}J}{\text{d}t}$

とあった時」とありますが、単振動の時のラグラジアン

$L=\frac{1}{2}m\dot{x}^{2}-\frac{1}{2}kx^{2}$

は、$x\rightarrow x-\epsilon\dot{x}$の時、$L=\frac{1}{2}m\dot{x}^2-\frac{1}{2}kx^2+\epsilon kx\dot{x}-\frac{1}{2}\epsilon^2 k\dot{x}^2$ ・・・・(1)

となりますが、

$L\left(x,\dot{x}\right) \rightarrow L\left(x,\dot{x}\right)+\frac{\text{d}J}{\text{d}t}=L\left(x,\dot{x}\right)+\frac{\text{d}}{\text{d}t}\left(-\epsilon L\right)$

の条件は、$L(x,\dot{x})+\frac{d}{dt}(−ϵL)=\frac{1}{2}m\dot{x}^2−\frac{1}{2}kx^2ーϵ(m\dot{x}\ddot{x}−kx\dot{x})$ ・・・・(2)

となり、(1)式と(2)式が一致しません。
ここで、(1)式において$\epsilon^2$の項は無視して、更に(2)式において$m\ddot{x}=-kx$を代入すると、(1)式は

$L=\frac{1}{2}m\dot{x}^2-\frac{1}{2}kx^2+\epsilon kx\dot{x}$ ・・・(3)

(2)式は、

$L=\frac{1}{2}m\dot{x}^2-\frac{1}{2}kx^2+\epsilon2kx\dot{x}$ ・・・(4)

となり、(3)式と(4)式は$\epsilon kx\dot{x}$の分だけ一致しません。
これは、一次元単振動のラグラジアン$L$が時間並進性を持たないと理解して宜しいでしょうか?宜しくお願い致します。


p151 λ_1 = λ_2 の場合扱い

小泉? (2020-01-25 (土) 09:41:25)

λ_1 = λ_2の場合、最終的には(6.49)の1行目のLの式を、対角行列に変換することが目的で論理を組み立てる必要があると考えます。シュミットの直交化と同様の方法を使うと欄外に説明がありますが、シュミットの直交化は互いに直交するベクトルをつくることが目的。どのように利用するかヒントをいただきたいと思います。


p66 3.3 仮想仕事の原理を使う例題 変位δθの扱い

小泉? (2020-01-03 (金) 09:51:48)

角θがδθ増える場合、手の仕事がFδθd(Lcosθ)/dθとあります。
これまでの議論から推論するに、δX=δθd(Lcosθ)/dθと考えることができると思いますが。なで、この等号=が成り立つか理解できないので、ご教授いただきたく思います。よろしくお願いいたします。


1.4 極座標、円筒座標

F? (2019-12-08 (日) 18:21:20)

この節で議論している極座標・円筒座標というのは、「慣性系からの相対位置が極座標・円筒座標で表現される系(frame)で、その内部で張られている座標系(system)は直交座標系である」ということだと私は解釈しましたが、これは正しいでしょうか。p17冒頭のように、systemとしての極座標だとするなら、そこでは位置も速度も(r, θ, φ)の三つ組で表現されるはずであり、基底ベクトルの線形結合という解釈は成立しないのではないでしょうか。


P.339

? (2019-09-12 (木) 15:54:27)

c.22辺りでの式変形についてですが、座標系によらないように逆行列の形が出てくるようにするという式変形の意味は分かるのですが、何故このように偏微分の形を勝手に変えることが出来るのですか


P.138/演習問題5-3

? (2019-09-04 (水) 18:58:15)

オイラーラグランジュ方程式のFという文字が何を表しているのかわかりません。


p66/仮想仕事の原理を使う例題

? (2019-08-29 (木) 07:50:53)

本文で棒をδxだけ右にずれる変位を考えると手の行う仕事が-2δxとありますが、これは-δxではないのでしょうか?
なぜ2が付くのですか?


p277の記述について

珈琲? (2019-04-06 (土) 21:53:23)

p277に、"mvのx成分とy成分という「磁場がなければ運動量だったもの」がポアソン括弧の意味で交換しない"とありますが、そのような状況だと具体的にどのような点で困るのでしょうか。


p240、9.6.4節について

珈琲? (2019-03-25 (月) 17:43:31)

対称コマの軸先を固定する場合、なぜ重心の速度を考慮しなければいけないのでしょうか。また、その場合、固定していない対称コマで重心の速度を考慮しない理由は何でしょうか。


p178、†11について

珈琲? (2019-03-19 (火) 14:41:00)

†11の「〜(e_X e_Y e_Z)tに対する行列の転置になっている〜」という部分がよく分かりません。(7.30)、(7.31)において、(dθ/dt 0 0)tと(0 0 dφ/dt)tには受動的な変換(それぞれA、ABに相当)をかけているので、回転を表現する行列という意味では、(e_X e_Y e_Z)tに対する回転を表現する行列(=ABC=受動的な変換)と転置にはならないと思うのですが。


P136について

珈琲? (2019-03-15 (金) 01:14:38)

いくつか質問があります。
・(5.36)の左辺が0になることに関してですが、
「(5.36)の左辺はGjが{q*}、{Q★}の関数であることを考慮すると、∂Gj/∂qiとみなせる。また、Gj({q*}、{Q★})=0により{Q★}はq*の関数とすることが出来るので、GjはGj({q*}、{Q★({q*})})となり独立変数としては{q*}のみを持つことになる。したがって、Gj({q*}、{Q★({q*})})=0というのは{q*}をどのように変化させても0になることを意味しているので、∂Gj/∂qi=0としてもP135の補足とは状況が違うので問題ない。以上から左辺は0となる。」
という理解でよろしいでしょうか。

・P136で「最後についている∂Qj/∂qiの意味を考えよう」とありますが、これは結局何を意味しているのでしょうか。自分としては、「Gj=0により{Q★}が{Q★({q*})}と表わされるため、Gj({q*}、{Q★({q*})})をqiで偏微分するときに連鎖律的についてくるもの」、以上の意味を見出せませんでした。


(3.79)について

珈琲? (2019-03-05 (火) 01:38:36)

(3.79)におけるLは(3.76)の被積分関数を採用していると解釈しました。
その際、$ \frac{\partial L}{\partial (\frac{\partial f}{\partial x})} $
は、このページでは$ \frac{\partial f}{\partial x} $ と表記されていますがいますが、Lにはこの項は2乗として入っているので、$ 2 \left(\frac{\partial f}{\partial x} \right)$ ではないのでしょうか。


正準方程式を正準変換でない変換で導く

後野? (2019-01-31 (木) 23:45:10)

正準変換でない変換の場合、p265でハミルトニアンを変え、作用を変えたようにして、作用を新しく作り、運動方程式を導くことはできますか。


オイラーラグランジュ方程式と作用

後野? (2019-01-31 (木) 22:21:51)

P213でオイラーラグランジュ方程式を作用の変分が0になることで導出しています。作用はqに関して停留することは、運動方程式からわかりますが、pに関して停留するとは言及されていません。それゆえ、この導出は不完全だと思います。逆に、正準方程式があるから作用はpに対して停留すると言えることは正しいと思います。



これより古い記事は


トップ   新規 一覧 単語検索 最終更新   ヘルプ   最終更新のRSS