9. El formalismo lagrangiano y la mecánica celeste

Resumen: En este capítulo introduciremos el denominado formalismo lagrangiano de la mecánica, la primera y más conocida reformulación teórica de la mecánica newtoniana. El objetivo del capítulo es el de ofrecer una primera introducción al formalismo y su aplicación en mecánica celeste. Introduciremos aquí las ecuaciones de Euler-Lagrange, la alternativa del formalismo lagrangiano a las ecuaciones de movimiento newtonianas, que deduciremos, por un lado, a partir del principio de Alambert-Lagrange (basado en el principio de trabajos virtuales) y por el otro a partir del fundamental principio de Hamilton o principio de mínima acción o de acción estacionaria. Estudiaremos la manera como las constantes de movimiento de un sistema dinámico pueden deducirse a partir de simetrías usando el poderoso teorema de Noether. Finalmente aplicaremos el formalismo en la solución a problemas en mecánica celeste, en especial la solución al problema general de los dos cuerpos sometidos a fuerzas centrales (newtonianas y no newtonianas).