Démonstration du théorème du Viriel
Pour un système en 3-D, le théorème du Viriel nous permet d’établir une relation entre l’énergie cinétique et l’énergie potentielle d’un système stationnaire à plusieurs particules en intéraction, c’est-à-dire qu’il n’évolue pas au cours du temps.
Nous savons que le résultat en 3-D est :
et nous allons démontrer le résultat en 2-D qui est en accord avec notre étude.
Selon le principe fondamental de la dynamique, la force gravitationnelle s’écrit pour chaque corps i :
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Si nous multiplions par r(i) et sommons sur toutes les masses i, cela donne:
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Avec:
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Et sachant que si nous échangeons les indices muets, nous avons:
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On reconnait dans cette équation la dérivée seconde du moment d’inertie:
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Or à l’équilibre nous avons I=0 ,
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Or nous avons posé :
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car nous ne voulons pas que l’accélération dépende de N.
De plus, G=1 et dans le code que nous avons écrit, nous traçons
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et non Ec, c’est pour cela que dans les résultats que nous obtiendrons, nous nous attendrons à avoir: