Dinamica

Conservación de la energía mecánica

Conservacion de la energia mecanica
¿Se ha preguntado alguna vez cómo funciona un reloj mecánico automático? En el centro de su complicado movimiento se encuentra uno de los principios más básicos de la física clásica: La ley de conservación de la energía mecánica.

Conservación de la energía mecánica

Es la capacidad de un objeto de realizar trabajo en virtud de su movimiento o configuración (posición). La energía mecánica es la suma de los dos términos energéticos siguientes:

  • Energía cinética. Es la capacidad de un objeto para realizar trabajo en virtud de su movimiento. Por ejemplo, la energía cinética del viento tiene la capacidad de hacer girar las aspas de un molino de viento y, por tanto, de producir electricidad. La energía cinética se expresa como, donde, K es la energía cinética del objeto en julios (J), m es la masa del objeto en kilogramos y v es la velocidad del objeto.
  • Energía potencial. Es la capacidad de un objeto para realizar un trabajo en virtud de su configuración o posición. Por ejemplo, un muelle comprimido puede ejecutar trabajo cuando se suelta. Para el propósito de este artículo, nos centraremos en la energía potencial de un objeto en virtud de su posición con respecto a la gravedad terrestre.

Aquí, V es la energía potencial del objeto en julios (J), m es la masa del objeto en kilogramos, g es la constante gravitatoria de la tierra (9,8 m/s²), y h es la altura del objeto desde la superficie terrestre. Ahora bien, sabemos que la aceleración de un objeto bajo la influencia de la fuerza gravitatoria terrestre variará en función de su distancia al centro de gravedad de la Tierra.

Leer  Trabajo de una fuerza

Pero, las alturas de la superficie son tan minúsculas cuando se comparan con el radio de la tierra, que, para todos los propósitos prácticos, se toma g como una constante.

Conservación de la energía mecánica

La suma total de la energía cinética y potencial de un objeto en un momento dado es su energía mecánica total. La ley de la conservación de la energía dice que "la energía no puede crearse ni destruirse".

Por tanto, significa que, bajo una fuerza conservadora, la suma total de las energías cinética y potencial de un objeto permanece constante. Antes de profundizar en este tema, concentrémonos en la naturaleza de una fuerza conservativa.

Una fuerza conservativa tiene las siguientes características:

  • Una fuerza conservativa se deriva de una cantidad escalar. Por ejemplo, la fuerza que provoca un desplazamiento o que reduce la velocidad de desplazamiento en una sola dimensión sin que haya fricción en el movimiento.
  • El trabajo realizado por una fuerza conservativa depende de los puntos finales del movimiento. Por ejemplo, si W es el trabajo realizado, K(f) es la energía cinética del objeto en la posición final y K(i) es la energía cinética del objeto en la posición inicial:
  • El trabajo realizado por una fuerza conservativa en una trayectoria cerrada es cero. Aquí, W es el trabajo realizado, F es la fuerza conservativa y d es el vector de desplazamiento. En el caso de un circuito cerrado, el desplazamiento es cero. Por lo tanto, el trabajo realizado por la fuerza conservativa F es cero, independientemente de su magnitud.

Vídeos de Conservación de la energía mecánica

https://www.youtube.com/watch?v=f4IWnif1wjs

Leer  Tercera ley de kepler fórmula

Contenido

Entradas Relacionadas