1 双摆
1.1 (1)
选取系统为 和 ,它有两个自由度,选取广义坐标为 和 。有质点 和 的坐标分别为 。由此可得 的动能为
的动能为
于是 的惯性系数矩阵 为,
系统的势能为
于是 的刚性系数矩阵 为
拉格朗日函数为
其中略去了势能中对运动无影响的常数项.
1.2 (2)
将 代入拉格朗日方程得系统的运动微分方程为
设方程的解为 ,将它们代入运动微分方程可以得到
特征方程为上述方程组的系数行列式等于零,或者 ,即
由此可解得本征频率为
将上式再代入运动微分方程可以得到 , 大概率是一坨丑陋的常数式子(这里偷个懒),它们简单写是:
于是
记 ,上式变为
1.3 (3)
反解上式得到简振坐标
对于 的情况会很简单,变成
2 耦合谐振子
代入拉格朗日方程得到
代入 得到系数方程
得到久期方程
解得本征频率
将上式代回系数方程得到, ,其中
于是
记 ,上式变为
反解上式得到简振坐标
对于 的情况会很简单,变成
3 平面谐振子
朗道:


