Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Dinamica Classica de Particulas e Sistemas - Marion- Ed: 5º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 35
Uma órbita quase circular (isto é, ), pode ser considerada como uma órbita circular na qual foi aplicada uma pequena perturbação. Desse modo, a frequência do movimento radial é fornecida pela Equação 8.89. Considere um caso no qual a lei da força é (onde n é um inteiro) e demostre que o ângulo elipsoidal é Portanto, demonstre que uma órbita fechada geralmente ocorre somente para a força do oscilador harmônico e a força da lei do inverso do quadrado (se os valores de n iguais ou menores do que -6 forem excluídos)
Passo 1
Faaaaaala, galera... Tranquileba??
Se reescrevermos a distancia radial considerando uma perturbação x, temos:
Com x obedecendo a equação oscilatória da equação 8.88 desde mesmo livro:
Onde:
O tempo pedido para o vetor radial para ir de um valor máximo ao máximo mínimo sucessivo é:
Onde , é o período de x, assim:
Bora pro próximo passo?!
Passo 2
Obrigado por vir.
O ângulo no qual a partícula se move durante esse tempo é:
Onde é a velocidade angular do movimento orbital no qual nós aproximamos por um movimento circular. Agora, sob a força
Substituindo essa equação na qual obtivemos antes, temos:
Passo 3
Já que temos:
Assim:
Para obtermos uma orbita fechada, o ângulo elipsoidal deve ser uma fração racional de , então deve ser:
Onde corresponde à força da lei do inverso, e corresponde a força do oscilador harmônico.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)