दो कणों की प्रणाली का हैमिल्टोनियन H = p1p2 + q1q2 है, जहाँ q1 और q2 सामान्यीकृत निर्देशांक हैं और p1 और p2 संबंधित विहित संवेग हैं। इस प्रणाली का लैग्रेंजियन है:

  1. \(\dot{q}_1 \dot{q}_2+q_1 q_2\)
  2. \(-\dot{q}_1 \dot{q}_2+q_1 q_2\)
  3. \(-\dot{q}_1 \dot{q}_2-q_1 q_2\)
  4. \(\dot{q}_1 \dot{q}_2-q_1 q_2\)

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : \(\dot{q}_1 \dot{q}_2-q_1 q_2\)

Detailed Solution

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अवधारणा:

हम हैमिल्टोनियन और लैग्रेंजियन के संबंध का उपयोग करेंगे जो निम्न द्वारा दिया गया है

  • \(H=\sum p_i \dot{q_i}-L\)
  • दो-कण प्रणाली के लिए, हम उपरोक्त समीकरण को इस प्रकार लिख सकते हैं \(H=p_1\dot{q_1}+p_2\dot {q_2}-L\)

 

व्याख्या:

दिया गया है, \(H=p_1p_2+q_1q_2\)

  • \(H=p_1\dot{q_1}+p_2\dot {q_2}-L\)
  • \(H=p_1p_2+q_1q_2\) (दिया गया है)

H का मान प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है,

  • \(L=p_1\dot{q_1}+p_2\dot {q_2}-p_1p_2-q_1q_2\)--------------------------------1
  • हैमिल्टन समीकरणों का उपयोग करते हुए, \(\dot p=\frac{-\partial H}{\partial q}, \dot{q}=\frac{\partial H}{\partial p}\)
  • \(\dot q_1=\frac {\partial H}{\partial p_1}=p_2\) और \(\dot q_2=\frac {\partial H}{\partial p_2}=p_1\)
  • लैग्रेंजियन का मान प्राप्त करने के लिए समीकरण 1 में \(p_1\) और \(p_2\) का मान रखें
  • \(L=p_1\dot{q_1}+p_2\dot {q_2}-p_1p_2-q_1q_2\) \(=\)\(L=\dot q_2\dot{q_1}+\dot q_1\dot {q_2}-\dot q_1\dot q_2-q_1q_2\)
  • \(L=\dot q_2 \dot q_1-q_1q_2\)

 

इसलिए, सही उत्तर \(L=\dot q_2 \dot q_1-q_1q_2\) है।

 

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