¿Qué es la energía mecánica?
La energía mecánica es la suma de la energía potencial (PE) y energía cinética (ke) .
* Energía potencial Se almacena energía debido a la posición o configuración de un objeto (por ejemplo, energía potencial gravitacional, energía potencial elástica).
* Energía cinética es la energía del movimiento, que depende de la masa y la velocidad de un objeto.
Fuerzas conservadoras son fuerzas que no dependen de la ruta tomada, solo de las posiciones iniciales y finales. Los ejemplos incluyen:
* Gravedad: El trabajo realizado por la gravedad en un objeto que se mueve del punto A al punto B es el mismo independientemente de la ruta tomada.
* Fuerzas elásticas: El trabajo realizado por un estiramiento o compresión de resorte es independiente del camino tomado.
Fuerzas no conservadoras son fuerzas que dependen del camino tomado. A menudo disipan la energía como calor o sonido. Los ejemplos incluyen:
* fricción: El trabajo realizado por la fricción depende de la distancia recorrida.
* Resistencia del aire: El trabajo realizado por la resistencia del aire depende de la forma del objeto, la velocidad y la distancia recorrida.
Situaciones donde se conserva la energía mecánica:
* Una bola que cae libremente en el vacío: Solo la gravedad actúa sobre la pelota, y la gravedad es conservadora. A medida que cae la pelota, su energía potencial disminuye y su energía cinética aumenta, pero su suma (energía mecánica) permanece constante.
* Un péndulo simple que se balancea en el vacío: La gravedad y la tensión en la cuerda son fuerzas conservadoras. A medida que el péndulo se balancea, intercambia energía potencial para la energía cinética y viceversa, pero la energía mecánica total permanece constante.
* Una masa unida a un resorte ideal que se mueve en una superficie sin fricción: La fuerza elástica de la primavera es conservadora. La masa oscila, intercambiando energía potencial para la energía cinética, pero la energía mecánica total sigue siendo la misma.
Situaciones donde la energía mecánica no se conserva:
* Un auto frenando: La fricción entre los frenos y las ruedas convierte la energía mecánica en calor, causando una pérdida de energía mecánica.
* Una pelota que rebota en una superficie: La colisión con la superficie no es perfectamente elástica. Se pierde cierta energía como calor y sonido, lo que lleva a una disminución de la energía mecánica con cada rebote.
* Un cohete que se lanza al espacio: El motor del cohete funciona en el cohete, agregando energía al sistema. Este trabajo proviene de la quema de combustible, que es un proceso no conservador.
En resumen, la energía mecánica se conserva en sistemas cerrados donde solo actúan las fuerzas conservadoras. Sin embargo, en el mundo real, las fuerzas no conservadoras a menudo están presentes, lo que lleva a la disipación de energía y una disminución de la energía mecánica.
