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Oscilador armónico multidimensional
Nivel
Segundo ciclo
Dificultad
4
 
Categoría
Mecánica lagrangiana

Considera un oscilador armónico multidimensional, dado por el potencial

(1)

Encuentra el lagrangiano, los momentos conjugados y el hamiltoniano del sistema. Utiliza coordenadas rectilíneas.

Solución disponible
pod
 

En general, el lagrangiano de un sistema mecánico se escribe de la forma

(1)

En coordenadas rectilíneas (cartesianas), la energía cinética viene dada simplemente por

(2)

con lo que el lagrangiano es

(3)

Los momentos conjugados se definen como la derivada respecto de del lagrangiano,

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con lo cual, tenemos

(5)

es decir, en este contexto, el momento conjugado coincide con la cantidad de movimiento, o momento lineal.

El hamiltoniano se define de la forma

(6)

donde debemos expresarlo todo en función de los momentos solamente de los momentos, y no de las velocidades. El resultado final se obtiene fácilmente, y es

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