MSC
70
领域
应用与计算

概述

粒子系统力学(MSC 70)研究质点及由质点组成的有限自由度的力学系统。牛顿的三大运动定律(1687 年《自然哲学的数学原理》)以 F=maF=ma 给出运动微分方程;欧拉与拉格朗日发展出用广义坐标与能量表述的 analytica 力学,拉格朗日方程由动能、势能之差导出,并自然处理约束。

哈密顿体系以正则坐标 (q,p)(q,p) 与哈密顿量 HH 描述,给出对称的一对方程,并连通辛几何与统计力学。核心问题包括守恒律(能量、动量、角动量)、多体问题的可积性(如两体问题可积,三体问题一般不可积且呈现混沌),以及刚体转动的欧拉方程。

该分支与相对论(高速情形需用洛伦兹协变形式)、天体力学(轨道与摄动)及经典热力学(能量与功)密切相连,是连续介质力学与理论物理的出发点。

主要研究问题

  • 质点系统在力作用下的运动方程与守恒律是什么?
  • 约束系统与拉格朗日/哈密顿形式如何表述?
  • 多体问题的可积性与混沌如何产生?