物理代写|分析力学代写Analytical Mechanics代考|Infinitesimal Translations and Rotations
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分析力学是理论力学的一个分支,是对经典力学的高度数学化的表达。
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物理代写|分析力学代写Analytical Mechanics代考|Infinitesimal Translations and Rotations
Consider the infinitesimal transformation
$$
\mathbf{r}i \rightarrow \mathbf{r}_i^{\prime}=\mathbf{r}_i+\delta \mathbf{r}_i, \quad \mathbf{v}_i \rightarrow \mathbf{v}_i^{\prime}=\mathbf{v}_i+\delta \mathbf{v}_i $$ where $\delta \mathbf{r}_i$ and $\delta \mathbf{v}_i$ are infinitesimal displacements of the positions and velocities of a system of $N$ particles. Let $$ L\left(\mathbf{r}_1, \ldots, \mathbf{r}_N, \dot{\mathbf{r}}_1, \ldots, \dot{\mathbf{r}}_N, t\right) \equiv L(\mathbf{r}, \mathbf{v}, t) $$ be the Lagrangian for the system. The variation of $L$ under transformation (2.131) is defined by $$ \delta L=L\left(\mathbf{r}^{\prime}, \mathbf{v}^{\prime}, t\right)-L(\mathbf{r}, \mathbf{v}, t)=\sum{i=1}^N\left[\frac{\partial L}{\partial \mathbf{r}_i} \cdot \delta \mathbf{r}_i+\frac{\partial L}{\partial \mathbf{v}_i} \cdot \delta \mathbf{v}_i\right]
$$
where we have used the notation
$$
\frac{\partial L}{\partial \mathbf{r}_i} \equiv \frac{\partial L}{\partial x_i} \hat{\mathbf{x}}+\frac{\partial L}{\partial y_i} \hat{\mathbf{y}}+\frac{\partial L}{\partial z_i} \hat{\mathbf{z}},
$$
with a similar definition for $\partial L / \partial \mathbf{v}_i$.
Example 2.15 A rigid translation of the system of particles consists in the same displacement $\boldsymbol{\epsilon}=\epsilon \hat{\mathbf{n}}$ of all particles of the system, so that the velocities, as well as the relative positions of the particles, remain unchanged. In this case, equations (2.131) are valid with
$$
\delta \mathbf{r}_i=\epsilon \hat{\mathbf{n}}, \quad \delta \mathbf{v}_i=0, \quad \text { (translation) }
$$
where $\epsilon$ is an infinitesimal parameter with dimension of length.
Example 2.16 A rigid rotation of the system of particles consists in a rotation of all vectors of the system through the same angle $\delta \theta$ about an axis defined by the unit vector $\hat{\mathbf{n}}$. Inspecting Fig. 2.7 one infers that $\left|\delta \mathbf{r}_i\right|=r_i \sin \alpha \delta \theta$, which has the appearence of magnitude of a vector product. In fact, defining the vector $\delta \theta=\delta \theta \hat{\mathbf{n}}$, it follows at once that the correct expression for the vector $\delta \mathbf{r}_i$ is $\delta \mathbf{r}_i=\delta \theta \times \mathbf{r}_i$. Since each velocity $\delta \mathbf{v}_i$ undergoes the same rotation, equations (2.131) are valid with
$$
\delta \mathbf{r}_i=\delta \theta \times \mathbf{r}_i, \quad \delta \mathbf{v}_i=\delta \theta \times \mathbf{v}_i, \quad \text { (rotation) }
$$
where $\delta \theta$ is the infinitesimal parameter associated with the transformation.
物理代写|分析力学代写Analytical Mechanics代考|Conservation Theorems
In order to state the results in a sufficiently general form, let us assume that the system described by the Lagrangian (2.132) is subject to the holonomic constraints
$$
f_s\left(\mathbf{r}1, \ldots, \mathbf{r}_N, t\right)=0, \quad s=1, \ldots, p . $$ Theorem 2.5.2 Let a mechanical system be described by the Lagrangian $L=T-V$, where $V$ is a velocity-independent potential. If the Lagrangian and the constraints (2.137) are invariant under an arbitrary rigid translation, then the total linear momentum of the system is conserved. Proof According to the discussion at the end of Section 2.4, the Lagrangian $$ \mathcal{L}=L(\mathbf{r}, \mathbf{v}, t)+\sum{s=1}^p \lambda_s f_s(\mathbf{r}, t)
$$
yields, in one fell swoop, the equations of motion and the constraint equations. Since $L$ and the constraint equations are invariant under arbitrary translations, so is $\mathcal{L}$. In particular, $\mathcal{L}$ is invariant under any infinitesimal translation and we have
$$
0=\delta \mathcal{L}=\sum_{i=1}^N \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{r}i} \cdot(\epsilon \hat{\mathbf{n}})=\epsilon \hat{\mathbf{n}} \cdot \sum{i=1}^N \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{r}i}, $$ where we have used (2.133) and (2.135). Since $\epsilon$ is arbitrary, we obtain $$ \hat{\mathbf{n}} \cdot \sum{i=1}^N \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{r}_i}=0
$$
Noting that
$$
\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{v}_i} \equiv \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \dot{\mathbf{r}}_i}=\frac{\partial L}{\partial \dot{\mathbf{r}}_i}=m_i \dot{\mathbf{r}}_i=\mathbf{p}_i,
$$
where $\mathbf{p}_i$ is the linear momentum of the $i$ th particle, Lagrange’s equations can be written in the form
$$
\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{r}_i}=\frac{d}{d t}\left(\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \dot{\mathbf{r}}_i}\right)=\frac{d \mathbf{p}_i}{d t}
$$

分析力学代考
物理代写|分析力学代写Analytical Mechanics代考|Infinitesimal Translations and Rotations
考虑无穷小变换
$$
\mathbf{r} i \rightarrow \mathbf{r}_i^{\prime}=\mathbf{r}_i+\delta \mathbf{r}_i, \quad \mathbf{v}_i \rightarrow \mathbf{v}_i^{\prime}=\mathbf{v}_i+\delta \mathbf{v}_i
$$
在哪里 $\delta \mathbf{r}_i$ 和 $\delta \mathbf{v}_i$ 是一个系统的位置和速度的无穷小位移 $N$ 粒子。让
$$
L\left(\mathbf{r}_1, \ldots, \mathbf{r}_N, \dot{\mathbf{r}}_1, \ldots, \dot{\mathbf{r}}_N, t\right) \equiv L(\mathbf{r}, \mathbf{v}, t)
$$
是系统的拉格朗日量。的变化 $L$ 变换下 (2.131) 定义为
$$
\delta L=L\left(\mathbf{r}^{\prime}, \mathbf{v}^{\prime}, t\right)-L(\mathbf{r}, \mathbf{v}, t)=\sum i=1^N\left[\frac{\partial L}{\partial \mathbf{r}_i} \cdot \delta \mathbf{r}_i+\frac{\partial L}{\partial \mathbf{v}_i} \cdot \delta \mathbf{v}_i\right]
$$
我们在哪里使用了符号
$$
\frac{\partial L}{\partial \mathbf{r}_i} \equiv \frac{\partial L}{\partial x_i} \hat{\mathbf{x}}+\frac{\partial L}{\partial y_i} \hat{\mathbf{y}}+\frac{\partial L}{\partial z_i} \hat{\mathbf{z}}
$$
具有类似的定义 $\partial L / \partial \mathbf{v}_i$.
示例 2.15 粒子系统的刚性平移包含相同的位移 $\boldsymbol{\epsilon}=\epsilon \hat{\mathbf{n}}$ 系统的所有粒子,因此速度以及粒子的相对位置 保持不变。在这种情况下,等式 (2.131) 是有效的
$$
\delta \mathbf{r}_i=\epsilon \hat{\mathbf{n}}, \quad \delta \mathbf{v}_i=0, \quad(\text { translation })
$$
在哪里 $\epsilon$ 是具有长度维度的无穷小参数。
示例 2.16 粒子系统的刚性旋转包括系统的所有矢量旋转相同的角度 $\delta \theta$ 关于由单位向量定义的轴 $\hat{\mathbf{n}}$. 检查 图 2.7 可以推断出 $\left|\delta \mathbf{r}_i\right|=r_i \sin \alpha \delta \theta$ ,它具有矢量积的大小。事实上,定义向量 $\delta \theta=\delta \theta \hat{\mathbf{n}}$, 立即得出 向量的正确表达式 $\delta \mathbf{r}_i$ 是 $\delta \mathbf{r}_i=\delta \theta \times \mathbf{r}_i$. 由于每个速度 $\delta \mathbf{v}_i$ 经历相同的旋转,方程 (2.131) 是有效的
$$
\delta \mathbf{r}_i=\delta \theta \times \mathbf{r}_i, \quad \delta \mathbf{v}_i=\delta \theta \times \mathbf{v}_i, \quad \text { (rotation) }
$$
在哪里 $\delta \theta$ 是与变换相关联的无穷小参数。
物理代写|分析力学代写Analytical Mechanics代考|Conservation Theorems
为了以足够一般的形式陈述结果,让我们假设拉格朗日 (2.132) 描述的系统受制于完整约束
$$
f_s\left(\mathbf{r} 1, \ldots, \mathbf{r}N, t\right)=0, \quad s=1, \ldots, p . $$ 定理 2.5.2 让机械系统用拉格朗日量描述 $L=T-V$ ,在哪里 $V$ 是与速度无关的势能。如果拉格朗日量 和约束 (2.137) 在任意刚性平移下不变,则系统的总线性动量守恒。证明 根据 2.4 节末尾的讨论,拉格朗 日量 $$ \mathcal{L}=L(\mathbf{r}, \mathbf{v}, t)+\sum s=1^p \lambda_s f_s(\mathbf{r}, t) $$ 一举得出运动方程和约束方程。自从 $L$ 并且约束方程在任意平移下是不变的,因此是 $\mathcal{L}$. 尤其, $\mathcal{L}$ 在任何 无穷小平移下都是不变的,我们有 $$ 0=\delta \mathcal{L}=\sum{i=1}^N \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{r} i} \cdot(\epsilon \hat{\mathbf{n}})=\epsilon \hat{\mathbf{n}} \cdot \sum i=1^N \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{r} i},
$$
我们使用 (2.133) 和 (2.135) 的地方。自从 $\epsilon$ 是任意的,我们得到
$$
\hat{\mathbf{n}} \cdot \sum i=1^N \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{r}_i}=0
$$
注意到
$$
\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{v}_i} \equiv \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \dot{\mathbf{r}}_i}=\frac{\partial L}{\partial \dot{\mathbf{r}}_i}=m_i \dot{\mathbf{r}}_i=\mathbf{p}_i
$$
在哪里 $\mathbf{p}_i$ 是线性动量 $i$ th 粒子,拉格朗日方程可以写成以下形式
$$
\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \mathbf{r}_i}=\frac{d}{d t}\left(\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \dot{\mathbf{r}}_i}\right)=\frac{d \mathbf{p}_i}{d t}
$$
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金融工程代写
金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。
非参数统计代写
非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。
广义线性模型代考
广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。
术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。
有限元方法代写
有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。
有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。
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随机分析代写
随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。
时间序列分析代写
随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。
回归分析代写
多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。
MATLAB代写
MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。