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title: 'Mécanique lagrangienne N4 : coherence'
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slug: newton-lagrange-hamilton-4-coherence
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name: PARALLELE newt.lagr.hamilt
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$`\newcommand{\dpt}[1]{\overset{\large\bullet}{#1}}`$
$`\newcommand{\ddpt}[1]{\overset{\large\bullet\bullet}{#1}}`$
#### Mécanique lagrangienne N4 : cohérence
---------------------------------------------
!!!! *Attention : COURS EN CONSTRUCTION :*
!!!! Publié mais invisible : n'apparait pas dans l'arborescence du site m3p2.com.
!!!! Ce cours est en phase très préliminaire, il n'est *pas validé par l'équipe pédagogique* à ce stade.
!!!! Document de travail *destiné uniquement aux équipes pédagogiques*.
<!--MétaDonnée : ... -->
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*MECA-LAGR-4-010*
[FR] Idées pour le parallélisme newton-lagrange-hamilton-N4
[ES]
[EN]
------------------------->
*Proposition de méthode de travail :*
* le zoom progressif.
* saisie de petits éléments de cours.
! *Zoom progressif :*
!
! *Idée,* assurer la cohérence d'ensemble :
!
! * D'abord, se mettre d'accord, par langue, sur le formalisme et l'écriture mathématique concernant toute la mécanique (niveau 1 à 4)
! * En partant des équations les plus fondamentales, puis en descendant en importance.
!
##### Lagrangien d'un système
_Lagrangien ici traité en mécanique classique_
[FR] :
*En absence d'interaction non conservative*
Pour un système matériel dans un référentiel inertiel (galiléen) $`\mathcal{R}`$ soumis à des forces extérieures ou intérieures dérivant d'énergies potentielles (donc sans interaction magnétique) :
Hamiltonien $`\mathcal{H}(t)`$ égal énergie cinétique $`\mathcal{E}^{cin}(t)`$ moins énergie potentielle $`\mathcal{E}^{pot}(t)`$ du système :
$`\mathcal{L}(t)=\mathcal{E}^{cin}(t)-\mathcal{E}^{pot}(t)`$
Système constitué de $`N`$ particules, chacune identifiée par un indice $`k`$, $`k\in\{1, 2, ..., N\}`$ et ses coodonnées généralisées $`(q_{k,1}, q_{k,2}, q_{k,3})`$. Le système est ainsi décrit par $`3N`$ coordonnées généralisées :
$`q_{k,i}`$, avec $`k\in\{1, 2, ..., N\}`$ et $`i\in\{1, 2, 3\}`$,
ou autre notation :
$`q_i`$, avec $`i\in\{1, 2, ..., 3N\}`$
Moment conjugué associé $`p_{k,i}`$ à la coordonnée $`q_{k,i}`$ :
$`p_{k,i}=\dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial\dpt{q}_{k,i}}`$
ou autre notation :
$`p_i=\dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial\dpt{q}_i}`$
avec
$`\dfrac{dq_{k,i}}{dt}=\dpt{q}_{k,i}\quad`$ , $`\quad\dfrac{d^2q_{k,i}}{dt^2}=\ddpt{q}_{k,i}`$
ou autre notation :
$`\dfrac{dq_i}{dt}=\dpt{q}_i\quad`$ , $`\quad\dfrac{d^2q_i}{dt^2}=\ddpt{q}_i`$
Équations de Lagrange : les $`3N`$ équations différentielles
$`\dfrac{d p_{k,i}}{d t}=\dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial q_{k,i}}`$
ou autre notation :
$`\dfrac{d p_i}{d t}=\dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial q_i}`$
*En présence d'un champ électromagnétique*
Pour une particule de charge $`q`$, de vitesse $`\overrightarrow{v}`$ dans un champ électromagnétique $`\left(\overrightarrow{E},\overrightarrow{B}\right)`$ pouvant se dériver d'un potentiel $`\left(V,\overrightarrow{A}\right)`$ :
$`\mathcal{L}(t)=\mathcal{E}_M^{cin}(t)-\mathcal{E}_M^{pot}(t)+q\,\overrightarrow{v}(t)\cdot\overrightarrow{A}(t)`$
$`\mathcal{L}(t)=\mathcal{E}_M^{cin}(t)-\mathcal{V}_M(t)+q\,\overrightarrow{v}(t)\cdot\overrightarrow{A}(t)`$
$`\mathcal{L}(t)=\mathcal{E}_M^{cin}(t)-q V_M(t)+q\,\overrightarrow{v}(t)\cdot\overrightarrow{A}(t)`$
particule de coordonnées généralisées $`x_i`$
quantité de mouvement $`\overrightarrow{p}=m\,\overrightarrow{v}`$ vérifie relation newtonienne :
$`\dfrac{d\overrightarrow{p}}{dt}=q\cdot\left(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{v}\wedge\overrightarrow{B}\right)`$
Moment conjugué associé $`P_i`$ à la coordonnée $`x_i`$ :
$`P_i=\dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial\dpt{x}_i}`$
Équations de Lagrange :
$`\dfrac{d P_i}{d t}=\dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial x_i}`$
Moment conjugué $`\overrightarrow{P}`$ différent de quantité de mouvement $`\overrightarrow{p}`$ :
$`\overrightarrow{P}=\overrightarrow{p}+q\,\overrightarrow{A}`$
! *Collecte de petits éléments de cours :*
!
! <details markdown=1>
! <summary>
! Qu'est-ce qu'un élement de cours?
! </summary>
! C'est un **élément de base** pour construire un cours, comprenant :<br>
! * une ou quelques *phrases très courtes, standards*.
! * les *mots clés* du vocabulaire scientifique et technique.
! * les *équations mathématique*
!
! Il est **réalisé dans les 3 langues [ES] [FR] [EN]** pour :
! * Identifier le *vocabulaire équivalent* dans chaque langue.
! * Identifier les *différences culturelles*, notamment dans l'écriture mathématique<br>
! (exemple : $`\wedge`$ ou $`\times`$)
!
! Son *rôle* :
! * permettra de construire le **cours** en choisissant une **suite d'éléments de base**.
! * **rédaction finale libre** dans chaque langue au sein de chaque élément de base.
! * **peut être repris dans plusieurs cours**.
!
! *Avantages* :
! * permet des *cours très proches* dans les 3 langues, pouvant être affichés en parallèle.
! * *pas de traduction mot-à-mot*.
! * permet de garder *exemples et expressions linguistiques propres à chaque culture*.
</details>
! *Structuration et rédaction finale :*
!
! *Idée,* à partir des petits éléments de cours :
!
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