Please use this identifier to cite or link to this item:
https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/48456| Title: | Um estudo de dinâmica na mecânica analítica e o formalismo de “Eisenhart Lift” |
| Other Titles: | A study of dynamics in analytical mechanics and the “Eisenhart Lift” formalism |
| ???metadata.dc.creator???: | MORAIS SEGUNDO, Joaquim Cavalcanti de. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor1???: | SANTOS, João Rafael Lúcio dos. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: | APONTE, Diego Alejandro Cogollo. |
| ???metadata.dc.contributor.referee1???: | ANACLETO, Marcos Antônio. |
| Keywords: | Dinâmica;Mecânica Analítica;Relatividade Geral;Geodésicas;Eisenhart lift;Dynamics;Analytical Mechanics;General Relativity;Geodesics |
| Issue Date: | 28-Aug-2022 |
| Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
| Citation: | MORAIS SEGUNDO, Joaquim Cavalcanti de. Um estudo de dinâmica na mecânica analítica e o formalismo de “Eisenhart Lift”. 2022. 75f. Monografia (Bacharelado em Física) - Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e Tecnologia, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022. Disponível em:https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/48456 |
| ???metadata.dc.description.resumo???: | Este trabalho revisita a dinâmica de sistemas sob forças conservativas a partir de uma perspectiva geométrica. Partindo do arcabouço newtoniano e do limite fraco/lento da Relatividade Geral, mostramos como a aceleração newtoniana ẍ = −∇Φ, com Φ = −GM/r, emerge da geodésica relativística quando g₀₀ ≃ −(1 + 2Φ/c²). Nesse cenário, empregamos o Eisenhart lift para reinterpretar a evolução de uma partícula, originalmente descrita por uma lagrangiana com potencial, como uma geodésica em uma variedade com uma coordenada adicional. Essa reformulação introduz, no potencial efetivo do problema central, um termo corretivo +C/(2r²) que desloca a frequência radial e induz uma precessão leve do periastro, preservando o caso kepleriano na ausência da correção (C = 0). Desenvolvemos as equações de Euler–Lagrange passo a passo, identificamos as integrais primeiras (momento angular e constante associada à coordenada extra), construímos a energia efetiva e derivamos a equação de Binet, com a qual obtemos a previsão analítica da precessão e da forma quase senoidal de r(t) ao redor de órbitas quase circulares. Integrações numéricas coerentes com as hipóteses exibem r(t) regular e órbitas com a precessão esperada para C > 0, confirmando as expressões analíticas. O formalismo, além de compatível com o limite einsteiniano empregado neste estudo, fornece um parâmetro geométrico de controle sobre correções orbitais sem romper com a física clássica subjacente. |
| Abstract: | This work revisits the dynamics of conservative systems from a geometric viewpoint. Starting with the Newtonian framework and the weak/slow limit of General Relativity, we show how the Newtonian acceleration ẍ = −∇Φ, with Φ = −GM/r, arises from relativistic geodesics when g₀₀ ≃ −(1 + 2Φ/c²). In this setting, we employ the Eisenhart lift to reinterpret the evolution of a particle—originally governed by a Lagrangian with a potential—as a geodesic on a manifold endowed with one extra coordinate. This reformulation yields, in the effective potential of the central problem, a corrective term +C/(2r²) that shifts the radial frequency and induces a mild periapsis precession, while recovering the Kepler case when the correction is turned off (C = 0). We derive the Euler–Lagrange equations step by step, identify the first integrals (angular momentum and the constant associated with the extra coordinate), build the effective energy, and obtain Binet’s equation, from which we get the analytical prediction for both the periapsis precession and the near-sinusoidal form of r(t) around nearly circular orbits. Numerically consistent integrations display a clean r(t) and orbits with the expected precession for C > 0, in agreement with the analytical expressions. The formalism is compatible with the Einsteinian weak-field limit adopted here and provides a geometric control parameter for orbital corrections without departing from the underlying classical physics. |
| Keywords: | Dinâmica Mecânica Analítica Relatividade Geral Geodésicas Eisenhart lift Dynamics Analytical Mechanics General Relativity Geodesics |
| ???metadata.dc.subject.cnpq???: | Física |
| URI: | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/48456 |
| Appears in Collections: | Curso de Bacharelado em Física - CCT - Monografias |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| JOAQUIM CAVALCANTI DE MORAIS SEGUNDO - MONOGRAFIA – BACHARELADO EM FÍSICA - CCT - 2022.pdf | JOAQUIM CAVALCANTI DE MORAIS SEGUNDO - MONOGRAFIA – BACHARELADO EM FÍSICA - CCT- 2022 | 7.55 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
