Energía mecánica
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En mecánica, se denomina energía mecánica a la suma de las energías cinética y potencial gravitatoria. En la energía potencial puede considerarse también la energía potencial elástica, aunque esto suele aplicarse en el estudio de problemas de ingeniería y no de física. Expresa la capacidad que poseen lo cuerpos con masa de efectuar un trabajo.
[editar] Expresión matemática
La fórmula para calcular la energía Mecánica es la siguiente:
donde
es la energía cinética y
es la energía potencial gravitatoria
En el caso de sistemas conservativos, se cumple que
Si se incluye la energía elástica, a la energía potencial se suma el siguiente término:
____________________________
La energía mecánica de un sistema permanece constante si únicamente actúan fuerzas conservativas sobre él.
Fuerzas conservativas: aquella cuyo trabajo realizado entre dos puntos no depende de la trayectoria, sino solamente de la variación de energía potencial que generan (de las posiciones inicial y final).
El trabajo realizado por fuerzas conservativas es = a la variación de energía potencial.
W = Ep1 - Ep2, con ∆Ep = Ep2 - Ep1
por lo tanto W = - ∆Ep
Ejemplos de fuerzas conservativas son la gravedad y la fuerza elástica. Notese que el trabajo realizado por una fuerza conservativa en una trayectoria cerrada (ida y vuelta) es nulo.
Fuerzas no conservativas (o disipativas): Aquellas en que el trabajo realizado depende de la trayectoria, y por lo tanto el trabajo realizado en una trayectoria cerrada no es nulo. Estas dan origen a una disipación de la energía mecánica. Ejemplo: la fuerza de roce.
El trabajo realizado por fuerzas no conservativas es = a la variación de la energía mecánica del sistema o del cuerpo.
W = ∆Ec + ∆Ep = ∆Em
Ejemplo: al empujar un objeto alrededor de una mesa y devolverlo al mismo lugar, es necesario realizar un trabajo neto sobre el objeto, pero algo debe haber disipado la energía transferida al objeto. En este caso corresponde a la fricción entre el objeto y la mesa. Es por ello que el roce corresponde a una fuerza disipativa (o no conservativa).
[editar] Véase también
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