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Type: Dissertação
Title: Solução geral das equações de Euler - Poisson de um corpo com simetria axial
Author: Silva, Guilherme Corrêa
First Advisor: Deriglazov, Alexei Anatolevich
Referee Member: Ramírez, Walberto Guzmán
Referee Member: Pupasov-Maksimov, Andrey
Resumo: As equações de Euler-Poisson descrevem a evolução temporal da orientação de um corpo rígido por meio da matriz de rotação e dos componentes da velocidade angular, regidas por equações diferenciais de primeira ordem. De acordo com o teorema de CauchyKovalevskaya, essas equações podem ser resolvidas expressando suas soluções como séries de potências no parâmetro de evolução. Neste trabalho, obtemos a solução geral deste sistema de 12 equações em funções elementares por meio de um cálculo direto, derivando a soma dessas séries para o caso de um corpo rígido simétrico livre, sem utilizar os ângulos de Euler. Esses resultados foram recentemente publicados em revista internacional: Guilherme Corrêa Silva, General solution to Euler - Poisson equations of a free symmetric rigid body by direct summation of power series, Archive of Applied Mechanics (2025) 96:68, https://doi.org/10.1007/s00419-025-02774-y. Os resultados são consistentes com estudos anteriores, oferecendo uma nova perspectiva (a última em ênfase) sobre a resolução das equações de Euler-Poisson. Além disso, fornecemos uma análise detalhada da dinâmica de um corpo rígido, tratando-o como um sistema sujeito a vínculos cinemáticos. Derivamos todas as quantidades e propriedades fundamentais de um corpo rígido, junto com suas equações de movimento e quantidades conservadas, por meio de cálculos diretos e claros do problema variacional, utilizando as técnicas estabelecidas da mecânica clássica.
Abstract: Euler-Poisson equations describe the temporal evolution of a rigid body’s orientation through the rotation matrix and angular velocity components, governed by first-order differential equations. According to the Cauchy-Kovalevskaya theorem, these equations can be solved by expressing their solutions as power series in the evolution parameter. In this work, we obtain the general solution to this system in elementary functions by direct computation, deriving the sum of these series for the case of a free symmetric rigid body, without using euler angles. This results are recently published in an international journal: Guilherme Corrêa Silva, General solution to Euler - Poisson equations of a free symmetric rigid body by direct summation of power series, Archive of Applied Mechanics (2025) 96:68, https://doi.org/10.1007/s00419-025-02774-y. The results are consistent with previous studies, offering a new perspective (the last one in emphasis) on solving the Euler-Poisson equations. In addition, we provide a thorough analysis of the dynamics of a rigid body, treating it as a system subject to kinematic constraints. We derive all the fundamental quantities and properties of a rigid body, along with its equations of motion and conserved quantities, through direct and clear calculations from the variational problem, using the established techniques of classical mechanics.
Keywords: Sistemas vinculados
Problema variacional
Formalismo lagrangiano e hamiltoniano
Corpo em rotação
Equações de Euler - Poisson
Soluções exatas
Constrained systems
Variational problem
Lagrangian and hamiltonian formalism
Euler - Poisson equations
Rotationing body
Exact solutions
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19695
Issue Date: 8-Aug-2025
Appears in Collections:Mestrado em Física (Dissertações)



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