Aquí está el desglose:
* Energía mecánica es la suma de la energía potencial de un objeto (debido a su posición) y la energía cinética (debido a su movimiento).
* Resistencia al aire (arrastre) es una fuerza que se opone al movimiento de un objeto a través del aire. Es causado por la fricción entre el objeto y las moléculas de aire.
La clave es esta: La resistencia al aire es una fuerza no conservadora. Esto significa que funciona en el objeto, convirtiendo parte de su energía mecánica en calor.
Aquí está por qué:
* Teorema de energía laboral: Este teorema establece que el trabajo realizado en un objeto es igual al cambio en su energía cinética. Dado que la resistencia al aire hace un trabajo negativo (se opone al movimiento), reduce la energía cinética del objeto.
* Generación de calor: La fricción causada por la resistencia al aire genera calor. Este calor es una forma de energía que se pierde del sistema, lo que significa que ya no es parte de la energía mecánica del objeto.
Entonces, para responder a su pregunta directamente:
No, la energía mecánica * no * se conserva cuando solo la resistencia al aire actúa sobre un objeto. La resistencia al aire provoca una pérdida de energía mecánica debido a la conversión de parte de esa energía en calor.
Ejemplo:
Imagina una pelota lanzada directamente en el aire.
* Inicialmente, la pelota tiene energía potencial (debido a su altura) y energía cinética (debido a su movimiento ascendente).
* A medida que aumenta, la resistencia al aire lo ralentiza, reduciendo su energía cinética.
* En el pico de su trayectoria, la pelota momentáneamente tiene cero energía cinética pero aún tiene energía potencial.
* A medida que cae, la resistencia al aire continúa actuando, reduciendo su energía cinética aún más.
* Para el momento en que llega al suelo, habrá perdido parte de su energía mecánica inicial debido a la resistencia al aire.
Nota importante: Si la resistencia al aire es insignificante, entonces la energía mecánica * se conservaría *, ya que la única fuerza que actúa sería la gravedad, que es una fuerza conservadora.
