1. Conservación de la energía mecánica:
* Este principio establece que en ausencia de fuerzas no conservadoras (como la fricción o la resistencia al aire), la energía mecánica total de un sistema permanece constante.
* En otras palabras, la energía se puede transformar entre las formas de energía cinética y potencial, pero la cantidad total permanece igual.
2. Cómo funciona:
* Energía cinética (ke) es la energía del movimiento, calculada como 1/2 * masa * velocidad^2.
* Energía potencial gravitacional (GPE) es la energía almacenada debido a la posición de un objeto en un campo gravitacional, calculado como altura de masa * gravedad *.
3. Ejemplos:
* una bola cayendo: A medida que cae la pelota, su GPE disminuye (la altura disminuye), pero su KE aumenta (la velocidad aumenta). La energía mecánica total permanece constante.
* un péndulo: A medida que el péndulo se balancea, intercambia energía entre KE y GPE. En el punto más alto, el GPE es máximo y KE es mínimo. En el punto más bajo, KE es máximo y GPE es mínimo. La energía mecánica total permanece constante durante todo el swing.
4. Fuerzas no conservadoras:
* Cuando las fuerzas no conservadoras están presentes, la energía mecánica no se conserva. Estas fuerzas disipan la energía como calor, sonido u otras formas.
* Ejemplo: Una pelota que rebota en el suelo pierde parte de su energía mecánica debido a la fricción y la resistencia al aire. Esta energía perdida se convierte en calor y sonido.
5. Puntos importantes:
* Sistema cerrado: El principio de conservación de la energía mecánica se aplica solo a los sistemas cerrados, donde no actúan fuerzas externas.
* La energía potencial puede ser formas diferentes: Además de la energía potencial gravitacional, hay otras formas como la energía potencial elástica (almacenada en un resorte estirado).
* Se conserva energía total: Si bien la energía mecánica podría no conservarse, la energía total del sistema, incluidas todas las formas de energía, siempre se conserva de acuerdo con la ley de conservación de la energía.
En resumen:
La suma de la energía potencial cinética y gravitacional en un sistema cerrado permanece constante en ausencia de fuerzas no conservadoras. La energía simplemente se transfiere entre estas dos formas, asegurando que la energía mecánica total permanezca sin cambios.
