Cuando alguien levanta una taza de café de la mesa, está trabajando contra la gravedad .
Una vez que la taza ya no está sobre la mesa , pero en el aire, ha almacenado energía potencial. Si se suelta, caería.

La fuerza de gravedad es un ejemplo de una fuerza conservadora . Otras fuerzas que nos rodean almacenan energía de manera similar en un sistema al sostener objetos en una configuración particular que resultará en movimiento, transformando la energía almacenada en energía cinética, una vez liberada.

La energía cinética y potencial total en un sistema es referido como la energía mecánica total del sistema. La energía total es la suma de la energía mecánica y térmica y otras formas de energía.

TL; DR (demasiado largo; no leído)

Las fuerzas conservadoras resultan en energía potencial almacenada_. _
Definición de una fuerza conservadora

Eche un vistazo a esa taza de café nuevamente. Si la copa se arroja hacia arriba más alta que la cintura de la persona antes de quedar atrapada en sus manos a la altura de la cintura, o si simplemente se levanta directamente hasta la altura de la cintura, la cantidad de energía potencial gravitacional que contiene la copa al final permanece igual. Tendrá la misma caída si cae desde la altura de la cintura en cualquier caso.

Dicho de otro modo, la cantidad de energía potencial que un objeto obtiene al experimentar una fuerza conservadora es independiente de la ruta
: solo depende del desplazamiento final del objeto (la diferencia entre la posición final y la posición inicial), no la distancia total recorrida. Mientras que en el primer caso la copa viajó más en total desde el punto a hasta el punto b - moviéndose hacia arriba, deteniéndose instantáneamente y luego cayendo a las manos que la atraparon - todavía comenzó y terminó en las mismas posiciones que la copa que simplemente se levantó arriba. Eso hace que el cambio total en la energía potencial de la fuerza de gravedad para cada copa sea igual.

En contraste, una fuerza no conservadora no da como resultado energía almacenada. En cambio, la energía utilizada por una fuerza no conservadora para hacer el trabajo se disipa en el ambiente circundante como calor (energía térmica) y no puede reutilizarse.

Otra definición común de una fuerza conservadora es uno en el que el trabajo neto realizado en una ruta cerrada es cero. Una ruta cerrada es aquella en la que el objeto comienza y termina en la misma posición (su desplazamiento es cero). Debido a que trabajo
en física es la fuerza F
que actúa sobre un objeto multiplicado por su desplazamiento d
( W \u003d F × d
), sigue que si el desplazamiento de un objeto es cero, también lo es el trabajo total. La fuerza que lo movió, entonces, debe haber sido conservadora.
Ejemplos de fuerzas conservadoras

Como la gravedad, otras fuerzas conservadoras causan un cambio en la posición de un objeto que resulta en energía almacenada. Por ejemplo, la fuerza del resorte en un juguete en espiral como un Slinky o una flecha que se tira hacia atrás sobre un arco son fuerzas conservadoras, al igual que las fuerzas electrostáticas que sostienen dos partículas cargadas a cierta distancia entre sí, o las fuerzas magnéticas que sostienen el Norte y Polos sur o dos imanes de barra separados.

Tan pronto como los objetos se "suelten" en cualquiera de estos casos, se moverán. Aparecerá el Slinky, la flecha volará hacia el objetivo o las partículas atraerán o repelerán.
Por qué importan las fuerzas conservadoras

Las fuerzas conservadoras permiten a los humanos almacenar energía que luego puede ser utilizada para un trabajo útil. Son una fuente de energía reutilizable: se puede levantar un objeto del suelo para que la fuerza gravitacional actúe sobre él una y otra vez, y se puede establecer y lanzar un arco y una flecha varias veces.

De Por supuesto, en el mundo real, las fuerzas conservadoras no existen de forma aislada. En cada una de las situaciones descritas aquí, parte de la energía siempre se disipa como calor de la fuerza de fricción, una fuerza no conservadora, y ya no puede regresar directamente a la energía almacenada en ese sistema.

Tampoco son conservadores se obliga a sí mismo sin límites. En algún momento, un resorte estirado alcanzará su límite elástico y se romperá. Una taza de café que cae demasiado alto se romperá sin posibilidad de reparación. Pero con una comprensión sólida de los límites de estos objetos, un físico o ingeniero puede fabricar presas, relojes de abuelo, baterías de automóviles y una miríada de otros dispositivos que pueden hacer cosas útiles.