守恒量
編輯在數學中,動力系統的守恒量是因變量的函數,其值沿系統的每個軌跡保持不變。
并非所有系統都具有守恒量,而且守恒量也不是xxx的,因為人們總是可以通過對守恒量應用合適的函數(例如添加一個常數)來產生另一個這樣的量。
由于許多物理定律都表達了某種守恒,守恒量通常存在于物理系統的數學模型中。 例如,只要所涉及的力是守恒的,任何經典力學模型都會將機械能作為守恒量。
微分方程
編輯對于一階微分方程組
d r d t = f ( r , t ) {\displaystyle {\frac {d\mathbf {r} }{dt}}=\mathbf {f} (\mathbf {r} ,t)}
其中粗體表示向量,標量值函數 H(r) 是系統的守恒量,如果對于某個特定域中的所有時間和初始條件
它包含特定于系統的信息,有助于找到守恒量,或確定守恒量是否存在。
哈密頓力學
編輯對于由哈密頓量 H {\displaystyle {\mathcal {H}}} 定義的系統,廣義坐標 q 和廣義動量 p 的函數 f 具有時間演化
拉格朗日力學
編輯假設一個系統由具有廣義坐標 q 的拉格朗日 L 定義。 如果 L 沒有明確的時間依賴性(因此 ? L ? t = 0 {\textstyle {\frac {\partial L}{\partial t}}=0} )
是守恒的。
此外,如果 ? L ? q = 0 {\textstyle {\frac {\partial L}{\partial q}}=0} ,則稱 q 為循環坐標,廣義動量 p 定義
是守恒的。 這可以通過使用歐拉-拉格朗日方程推導出來。
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