In classical mechanics, Maupertuis's principle (named after Pierre Louis Maupertuis) states that the path followed by a physical system is the one of least length (with a suitable interpretation of path and length). It is a special case of the more generally stated principle of least action. Using the calculus of variations, it results in an integral equation formulation of the equations of motion for the system.
Maupertuis's principle states that the true path of a system described by generalized coordinates between two specified states and is a stationary point (i.e., an extremum (minimum or maximum) or a saddle point) of the abbreviated action functional
where are the conjugate momenta of the generalized coordinates, defined by the equation
where is the Lagrangian function for the system. In other words, any first-order perturbation of the path results in (at most) second-order changes in . Note that the abbreviated action is a functional (i.e. a function from a vector space into its underlying scalar field), which in this case takes as its input a function (i.e. the paths between the two specified states).
For many systems, the kinetic energy is quadratic in the generalized velocities
although the mass tensor may be a complicated function of the generalized coordinates . For such systems, a simple relation relates the kinetic energy, the generalized momenta and the generalized velocities
provided that the potential energy does not involve the generalized velocities. By defining a normalized distance or metric in the space of generalized coordinates
one may immediately recognize the mass tensor as a metric tensor. The kinetic energy may be written in a massless form
or,
Therefore, the abbreviated action can be written
since the kinetic energy equals the (constant) total energy minus the potential energy . In particular, if the potential energy is a constant, then Jacobi's principle reduces to minimizing the path length in the space of the generalized coordinates, which is equivalent to Hertz's principle of least curvature.
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Présentation des méthodes de la mécanique analytique (équations de Lagrange et de Hamilton) et introduction aux notions de modes normaux et de stabilité.
vignette|Joseph-Louis Lagrange Les équations de Lagrange, découvertes en 1788 par le mathématicien Joseph-Louis Lagrange, sont une reformulation de la mécanique classique. Il s'agit d'une reformulation de l'équation de Newton, qui ne fait pas intervenir les forces de réaction. Pour cela, on exprime les contraintes que subit la particule étudiée sous la forme d'équations du type : Il n'y a qu'une équation si le mouvement est contraint à une surface, deux s'il est contraint à une courbe.
In physics, Hamilton's principle is William Rowan Hamilton's formulation of the principle of stationary action. It states that the dynamics of a physical system are determined by a variational problem for a functional based on a single function, the Lagrangian, which may contain all physical information concerning the system and the forces acting on it. The variational problem is equivalent to and allows for the derivation of the differential equations of motion of the physical system.
Le principe de Fermat est un principe physique, attribué à Pierre de Fermat, qui sert de fondement à l'optique géométrique. Il décrit la forme du chemin optique d'un rayon lumineux et s'énonce ainsi : Une conséquence première du principe de Fermat est la propagation rectiligne des rayons lumineux dans les milieux homogènes. En effet, dans un milieu homogène, le temps de parcours est proportionnel à la longueur du trajet, et le chemin le plus court dans un espace euclidien pour aller d’un point à un autre est la ligne droite.
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To enforce the conservation of mass principle, a pressure Poisson equation arises in the numerical solution of incompressible fluid flow using the pressure-based segregated algorithms such as projection methods. For unsteady flows, the pressure Poisson equ ...
The work presented in this thesis is focused on the design and discovery of new luminescent, porous, crystalline materials for targeted applications. In particular, we focus on luminescent Metal-Organic Frameworks (MOFs) and Organic Molecules of Intrinsic ...
EPFL2021
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We show that the variational energy principle of the multi-region relaxed magnetohydrodynamic (MRxMHD) model can be used to predict finite-pressure linear tearing instabilities. In this model, the plasma volume is sliced into sub-volumes separated by 'idea ...