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Expoente de Lyapunov para um Gás de Lennard–Jones - CBPFIndex

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Capítulo 2<br />

<strong>Expoente</strong> <strong>de</strong> <strong>Lyapunov</strong><br />

Neste capítulo daremos a <strong>de</strong>finição <strong>para</strong> o expoente <strong>de</strong> <strong>Lyapunov</strong> <strong>de</strong> <strong>um</strong> sistema hamiltoni-<br />

ano. Discutiremos também o método n<strong>um</strong>érico <strong>de</strong> calculá-lo.<br />

2.1 <strong>Expoente</strong> <strong>de</strong> <strong>Lyapunov</strong> <strong>para</strong> sistemas hamiltonianos<br />

Seja <strong>um</strong> sistema hamiltoniano com n graus <strong>de</strong> liberda<strong>de</strong>. As equações canônicas <strong>de</strong> Hamilton<br />

são dadas por:<br />

˙qi = ∂H<br />

∂pi<br />

; ˙pi = − ∂H<br />

∂qi<br />

; i = 1, . . . , n (2.1)<br />

on<strong>de</strong> H(q1, . . ., qn , p1, . . . , pn) é a (função) hamiltoniana que ass<strong>um</strong>iremos não <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>r<br />

explicitamente do tempo. Po<strong>de</strong>mos arranjar as n coor<strong>de</strong>nadas generalizadas qi e os n<br />

momentos a elas canonicamente conjugados como <strong>um</strong> vetor coluna utilizando a notação<br />

combinada a seguir:<br />

x =<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

x1<br />

.<br />

xn<br />

xn+1<br />

.<br />

x2n<br />

⎞<br />

⎛<br />

q1<br />

⎟ ⎜ ⎟<br />

⎟ ⎜<br />

⎟ ⎜ .<br />

⎟<br />

⎟ ⎜ ⎟<br />

⎟ ⎜qn⎟<br />

⎟ = ⎜ ⎟<br />

⎜ ⎟<br />

⎟ ⎜p1⎟<br />

⎟ ⎜ ⎟<br />

⎟ ⎜<br />

⎠ ⎝ . ⎟<br />

⎠<br />

pn<br />

⎞<br />

Desta forma, as 2n equações (2.1) po<strong>de</strong>m ser escritas como <strong>um</strong>a única equação matri-<br />

cial (notação simplética):<br />

˙x(t) = J ∇H (2.2)<br />

On<strong>de</strong> J é <strong>um</strong>a matriz quadrada, matriz simplética, <strong>de</strong>finida como:<br />

J =<br />

<br />

O<br />

−1n<br />

1n<br />

O<br />

; 1n = matriz i<strong>de</strong>ntida<strong>de</strong> n × n<br />

7

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