On Szebehely's problem extended to holonomic systems With a given integral of motion

Summary We consider a family of curves in the n-dimensional configuration space S_n of a holonomic system with n degrees of freedom. We obtain first-order partial differential equations for the potential function U of forces under which any trajectory belonging to the given family of curves can be described by the representative point of the system. We write the potential function U supposing that, in addition to the energy integral, a first integral of motion linear in the lagrangian velocities is assigned. Next we obtain the compatibility conditions between the energy constant E, the parameter which appears in the first integral, and the n–1 geometric constants c₁, c₂,, c_n–1 which characterize the family of trajectories. Finally we discuss two simple examples.

---

Sommario Assegnata una famiglia di curve nello spazio S_n delle configurazioni di un sistema olonomo conservativo ad n gradi di libertà, si determinano le equazioni differenziali alle quali deve soddisfare il potenziale delle forze applicate affinchè il punto rappresentativo del sistema possa descrivere una qualunque delle traiettorie appartenenti alla data famiglia. Si scrive poil' espressione del potenziale supponendo che sia assegnato, oltre l'integrale dell'energia, un integrale primo del moto, lineare nelle velocità lagrangiane. Infine si ricavano le condizioni di compatibilità fra la costante dell'energia E, il parametro che interviene nell'integrale primo e le n-1 costanti geometriche c₁, c₂, c₂,, c_n–1 che caratterizzano la famiglia di curve. Si conclude con due semplici esempi che illustrano quanto esposto.

---

---

Work performed under the auspices of G.N.F.M.-C.N.R., Italy.