Exemples de lagrangien


Soit K un système à étudier, pour fixer des idées on suppose que le système dépend une seule paramètre σ et comme le système évolue σ est en fonction de t, σ=σ(t) et σ'=dσ/dt . Ce système K est caractérisé par une fonction son lagrangien L(σ,σ') une sort d'énergie. L'expérence montre que le lagrangien est une différence de deux énergies: "énergie-cinétique" - "énergie-potentiel". Et l'évolution du système est décrit par l'équation de Lagrange.


dt(∂σ'L) = ∂σL


1. Une particule libre m (de masse m).
σ = x position de la particule
L(x,x') = mx'²/2
dt(∂σ'L) = ∂σL
dt(mx') = 0
x" = 0

2. Une particule m plongé dans un champ gravitation g.
σ = x position de la particule
L(x,x') = mx'²/2 + mgx
dt(∂σ'L) = ∂σL
dt(mx') = mg
x" = g

3. Circuit LC.
σ = q la charge
L(q,q') = Lq'²/2 - q²/2C
dt(∂σ'L) = ∂σL
q" + q/LC = 0


4. Pendule simple l.
σ = β angle de rotation
L(β,β') = ml²β'²/2 - mglβ²/2
dt(∂σ'L) = ∂σL
β" + gβ/l = 0


5. Ressort horizontal k.
σ = x position de m
L(x,x') = mx'²/2 - kx²/2
dt(∂σ'L) = ∂σL
x" + kx/m = 0

Slogan : Pour trouver le lagrangien : "On met ce qu'il faut pour avour ce qu'on veut ! "




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DMJ: 19/07/2018











Principes

Newton a postulé 3 principes qui sont à la base de la mécanique classique
Principe 1: L’existance des référentiels d’inertie (galiléen)
Principe 2: Action/réaction: Tout corps en contact produit des forces action/réaction (les forces opposées)
Principe 3: La cause de mouvement c’est la variation des vitesses: f = m γ


Principe la moindre action :

Tout coprs (ou système) possède une action S, pour passer d’un état à l’autre il dépend le moindre possible de sa patrimoine δS = 0


Principe des symétries:

1. L’espace est homogène: pas de position privilégée
2. L’espace est isotop: pas de direction privilégée
3. Le temps est uniforme: s’écoule de façon uniforme


Principe de la Relativité d'Einstein:

1. Les lois sont les même dans tout référentiel galiléen
2. La vitesse de la lumière est la même dans tout référentiel galiléen


Référentiel galiléen:

Un référentiel R est galiléen si:
Une particule libre (n'est soumise à aucune interaction) a une vitesse (par rapport à R) constante.