جميع الكتب
حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الفيزياء · المسرد

ما معنى المخطط الطوري والنقاط الثابتة والمنحني الفاصل؟

تعريف 2.6 الفيزياء الجامعية — السنة الثالثة · الفصل 2 — ميكانيك هاميلتون

المخطط الطوري لجملة هو عائلة مساراتها في فضاء الطور. والنقطة الثابتة حالة تنعدم عندها المعادلتان القانونيتان معًا — أي وضع توازن: فتظهر أصغرية الكمون مركزًا تحيط به منحنيات مغلقة، وتظهر الأعظمية سرجًا يمرّ به منحنٍ فاصل، وهو المسار الذي يقسم فضاء الطور إلى مناطق ذات حركات مختلفة نوعيًّا.

المخطط الطوري للبندول: خطوط المستوى للدالة H. فالبيضاويات المغلقة (التأرجحات) تدور في اتجاه عقارب الساعة حول المركز؛ وفوق المنحني الفاصل وتحته يقلب البندول دورات كاملة. والسرجان عند ± 180 هما التوازن المقلوب.
المخطط الطوري للبندول: خطوط المستوى للدالة HH. فالبيضاويات المغلقة (التأرجحات) تدور في اتجاه عقارب الساعة حول المركز؛ وفوق المنحني الفاصل وتحته يقلب البندول دورات كاملة. والسرجان عند ±180\pm 180^\circ هما التوازن المقلوب.

أمثلة

مثال 2.7 (المخطط الطوري للبندول)

من أجل H=p2/2m2mgcosθH = p^2/2m\ell^2 - mg\ell\cos\theta: بيضاويات مغلقة حول (0,0)(0, 0) — وهي التأرجحات، أي الاهتزازات العادية؛ ومنحنيات مموّجة عند p|p| الكبيرة — وهي الدورات، إذ يقلب البندول فوق القمة؛ ويمرّ بالسرجين عند θ=±π\theta = \pm\pi المنحني الفاصل ذو الطاقة E=+mgE = +mg\ell، وعليه يستغرق البندول زمنًا لانهائيًا ليبلغ القمة. والحالة الواقعة على المنحني الفاصل هي تأرجح أُطلق بقوة تكفي بالضبط لبلوغ الوضع المقلوب من دون فائض.

اقرأ في الفصل ←