Es turno para aplicar el formalismo de Hamilton, para obtener las ecuaciones de movimiento y obtener el espacio de fase.
El hamiltoniano lo podemos calcular mediante la transformada de Legendre, desarrollada para ejercicios anteriores:
H(py,y)=p2y2m−mgy
Obtenemos las ecuaciones de Hamilton para el problema:
˙py=−∂H∂y
˙py=mg
˙y=∂H∂py
˙y=pym
De la primera de las ecuaciones de Hamilton se puede obtener la ecuación diferencial para la caída libre:
m¨y=mg
Dividimos por m e igualamos a cero:
¨y−g=0
La solución para está ecuación diferencial es:
H(py,y)=p2y2m−mgy
Obtenemos las ecuaciones de Hamilton para el problema:
˙py=−∂H∂y
˙py=mg
˙y=∂H∂py
˙y=pym
De la primera de las ecuaciones de Hamilton se puede obtener la ecuación diferencial para la caída libre:
m¨y=mg
Dividimos por m e igualamos a cero:
¨y−g=0
La solución para está ecuación diferencial es:
y(t)=gt22+v0t+y0
Luego hemos hallado la solución a nuestra ecuación de movimiento.
Ahora vamos a ver como se comporta el espacio de fase para nuestro problema, ya hemos visto anteriormente como obtener el momento en función de la coordenada, debido a que se conserva la energía.
py=±√2m[E+mgy]
Su espacio de fase es:
Donde cada una de las parábolas representa el movimiento de caída libre a diferentes energías en el espacio de fase.
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