¿Cómo son las ecuaciones de Euler-Lagrange para un oscilador armónico con gravedad en una dimensión?
Es el turno de aplicar las ecuaciones de Euler-Lagrange para nuestro sistema de resorte con gravedad:
L=12m˙y2−12ky2+mgy
Calculamos las ecuaciones de Euler-Lagrange:
ddt(∂L∂˙y)−∂L∂x=0
ddt(∂∂˙y(12m˙y2−12ky2+mgy))−∂∂y(12m˙y2−12ky2+mgy)
ddt(m˙y)+ky−mg=0
m¨y+ky−mg=0
Que si dividimos por m, llegamos a la ecuación diferencial siguiente:
¨y+kmy=g
Que puede ser representado en la forma (Esto porque km=ω2):
También representada como:
y(t)=Asen(ωt+ϕ)+mgk
Esta solución corresponde a la trayectoria que menos genera energía para nuestro problema.
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