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[quote="navix"][b]Meine Frage:[/b] Hey, ich habe folgende Lagrangefunktion: [latex]L(\varphi, \psi, \dot{\varphi}, \dot{\psi}) = \frac{1}{2}\left(M + \frac{m}{2}\right) R^2 \dot{\psi}^2 + \frac{3}{4} m(R-r)^2 \dot{\varphi}^2 + \frac{1}{2} mR(R-r) \dot{\varphi} \dot{\psi} + mg(R-r) \cos \varphi[/latex] Ich will dazu die Hamiltonfunktion [latex]H(p_\varphi, p_\psi, \varphi, \psi)[/latex] bestimmen. Ich komme nicht drauf, wie man die [latex]\dot{q}_i[/latex] geeignet durch die Impulse ausdrücken kann. [b]Meine Ideen:[/b] Die generalisierten Impulse lauten: [latex]p_\varphi = \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \dot{\varphi}} = \frac{3}{2} m(R-r)^2 \dot{\varphi} + \frac{1}{2} mR(R-r) \dot{\psi}[/latex] [latex]p_\psi = \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \dot{\psi}} = \frac{1}{2} mR(R-r) \dot{\varphi} + \left(M + \frac{m}{2}\right) R^2 \dot{\psi}[/latex] Ich habe versucht diese Gleichungen nach den Geschwindigkeiten [latex]\dot{\varphi}, \dot{\psi}[/latex] umzustellen und gehofft, dass irgendwann eine magische Vereinfachung passiert, leider aber ohne Erfolg. Die resultierenden Ausdrücke erscheinen viel zu kompliziert, wenn man diese dann in [latex]H = \sum_j p_j \cdot \dot{q}_j - L[/latex] für die [latex]\dot{q}_j[/latex] einsetzt. Die Hamiltonfunktion lautet in den originalen Koordinaten [latex]H = T + V = \frac{1}{2}\left(M + \frac{m}{2}\right) R^2 \dot{\psi}^2 + \frac{3}{4} m(R-r)^2 \dot{\varphi}^2 + \frac{1}{2} mR(R-r) \dot{\varphi} \dot{\psi} - mg(R-r) \cos \varphi[/latex] Nach langem Draufstarren fällt mir aber nicht ein, wie man das jetzt sauber hinkriegen könnte.[/quote]
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jmd
Verfasst am: 10. Jun 2022 19:44
Titel:
navix hat Folgendes geschrieben:
Es wäre interessant zu wissen welcher Vorgang hier beschrieben wird
Die Masse M ändert ihre Lage offenbar nicht. denn sie kommt bei der potentiellen Energie nicht vor. Aber anscheinend rotiert M
navix
Verfasst am: 09. Jun 2022 21:34
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sorry für meinen Einwand, ich war von der Reihenfolge der Terme verwirrt.
Die beiden Ansätze müssen natürlich das selbe S liefern.
Und das Ergebnis sieht - ohne es explizit nachgerechnet zu haben - doch vernünftig aus.
Vielen Dank für deine Hilfe! (Danke @jmd auch fürs Überprüfen!)
Ich denke ich komme erstmal so weiter
TomS
Verfasst am: 09. Jun 2022 19:52
Titel:
Sorry für meinen Einwand, ich war von der Reihenfolge der Terme verwirrt.
Die beiden Ansätze müssen natürlich das selbe S liefern.
Und das Ergebnis sieht - ohne es explizit nachgerechnet zu haben - doch vernünftig aus.
navix
Verfasst am: 09. Jun 2022 19:10
Titel:
Nach langem Herumrechnen erhalte ich tatsächlich etwas "Ansehnlicheres":
jmd
Verfasst am: 09. Jun 2022 18:43
Titel:
navix hat Folgendes geschrieben:
Also das stimmt
navix
Verfasst am: 09. Jun 2022 18:33
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Dein S stimmt m.M.n. nicht.
Es gilt
sowie
Achso okay. Ich hatte mich auf deinen ersten Post bezogen:
und das Gleichungssystem (aus meinem Originalpost) einfach in Matrixform geschrieben.
Mit deinem Ansatz erhalte ich allerdings dasselbe:
Also
Die inverse Matrix ist
und
TomS
Verfasst am: 09. Jun 2022 17:27
Titel:
Dein S stimmt m.M.n. nicht.
Es gilt
sowie
navix
Verfasst am: 09. Jun 2022 16:47
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Kannst du das mal nur für S aufschreiben und prüfen, ob
erfüllt ist?
S ist doch (falls ich dich richtig verstanden habe)
Ich kriege dann
TomS
Verfasst am: 09. Jun 2022 16:25
Titel:
Kannst du das mal nur für S aufschreiben und prüfen, ob
erfüllt ist?
navix
Verfasst am: 09. Jun 2022 16:17
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sieht komisch aus.
Insbs. stimmen die Einheiten nicht, du kannst sicher den Nenner rausziehen, und teilweise noch zusammenfassen.
Stimmt. Es sollte so aussehen:
Nach Umstellen:
Scheint aber immer noch irgendwie unnötig komplex, insbesondere wenn man die dann zusammenmultipliziert und alles einsetzt.
TomS
Verfasst am: 09. Jun 2022 15:59
Titel:
Sieht komisch aus.
Insbs. stimmen die Einheiten nicht, du kannst sicher den Nenner rausziehen, und teilweise noch zusammenfassen.
navix
Verfasst am: 09. Jun 2022 15:53
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Das ist doch nur ein lineares Gleichungssystem
mit Tupeln p,q und einer 2*2-Matrix S; dafür gibt es zig Lösungsmethoden.
Insbs. gilt hier
d.h. die verallgemeinerten Geschwindigkeiten sind Linearkombinationen der Impulse.
Beim Berechnen von H aus L solltest du sofort die verallgemeinerten Geschwindigkeiten durch die Impulse ausdrücken.
Richtig, da kriege ich dann aber sowas heraus:
TomS
Verfasst am: 09. Jun 2022 14:50
Titel:
Das ist doch nur ein lineares Gleichungssystem
mit Tupeln p,q und einer 2*2-Matrix S; dafür gibt es zig Lösungsmethoden.
Insbs. gilt hier
d.h. die verallgemeinerten Geschwindigkeiten sind Linearkombinationen der Impulse.
Beim Berechnen von H aus L solltest du sofort die verallgemeinerten Geschwindigkeiten durch die Impulse ausdrücken.
Von vorne, für symmetrisches S und ohne den Potentialterm
Damit folgt p wie oben.
Dann
navix
Verfasst am: 09. Jun 2022 14:22
Titel: Hamiltonfunktion bestimmen
Meine Frage:
Hey, ich habe folgende Lagrangefunktion:
Ich will dazu die Hamiltonfunktion
bestimmen. Ich komme nicht drauf, wie man die
geeignet durch die Impulse ausdrücken kann.
Meine Ideen:
Die generalisierten Impulse lauten:
Ich habe versucht diese Gleichungen nach den Geschwindigkeiten
umzustellen und gehofft, dass irgendwann eine magische Vereinfachung passiert, leider aber ohne Erfolg.
Die resultierenden Ausdrücke erscheinen viel zu kompliziert, wenn man diese dann in
für die
einsetzt.
Die Hamiltonfunktion lautet in den originalen Koordinaten
Nach langem Draufstarren fällt mir aber nicht ein, wie man das jetzt sauber hinkriegen könnte.