2.3.40. Потенциальная энергия взаимодействия частицы с неподвижным точечным источником $U=V(l^{2}/r^{2}−2l/r)$, где $r$ — расстояние между частицей и источником, $V$ и $l$ — положительные постоянные величины, имеющие размерность энергии и расстояния соответственно. В какой области происходит прямолинейное движение частицы, если полная энергия системы равна $E$ ?
Решение
У нас потенциал центральный, то есть зависит только от $r$. Поэтому движение частицы происходит по прямой только при нулевом моменте импульса $L=0$, когда нет орбитального вращения.
Полная энергия частицы:
$$E=\frac{m\dot r^2}{2}+U(r)$$
Движение возможно там, где кинетическая энергия неотрицательна: