CONSERVACION DE LA ENERGIA.

"La energía no se puede crear ni destruir, se puede transformar de una forma a otra, pero la cantidad total de energía nunca cambia."

FUERZAS CONSERVATIVAS.

Son aquellas fuerzas en las cuales el trabajo realizado es el mismo para todos los caminos o trayectorias que haga el objeto.

Por ejemplo  cuando un objeto se mueve de un punto A (sistema de referencia cero) a un punto B (cualquier otra posición por encima del nivel) el trabajo de la  fuerza gravitatoria o peso W sera el mismo independiente de la trayectoria, puesto que para calcular el trabajo de esta fuerza se tiene en cuenta tan solo el punto inicial y el punto final, es decir, la altura y no depende del camino recorrido.

Las fuerzas que tienen la propiedad de que el trabajo realizado es el mismo para todos los caminos dados, se llaman fuerzas conservativas, en las cuales se encuentran, la fuerza gravitatoria, la fuerza eléctrica y elastica entre otras, y cuentas con las siguientes propiedades:

1. Es independiente de la trayectoria.
2. Es igual a la diferencia de los valores iniciales y finales de la energía potencial.
3. Es recuperable en su totalidad.

PRINCIPIO DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA.

En acción de estas fuerzas conservativas, se presenta el intercambio entre las energías potencial y energía cinética, por ejemplo en la siguiente imagen se levanta una esfera hasta una altura h dandole energía potencial gravitacional, al dejarla caer la esfera va aumento su velocidad y va disminuyendo su energía potencial  debido a que se reduce la altura sobre el piso. La pérdida de energía potencial reaparece en forma de energía cinética de movimiento,  en el punto mas bajo la energía cinética será igual a la energía potencial de inicio.

En el ejemplo anterior se dice que la energía mecánica del sistema se conserva.

Durante un proceso experimentado por un cuerpo, en el cual solo actúen fuerzas conservativas la energía mecánica permanece constante.

Para aplicar este principio es necesario que se elija un punto de inicio o de referencia y un punto final  del proceso de estudio, tener en cuenta que si se presenta velocidad habrá presencia de energía cinética, y si existe una altura h tendrá energía potencial gravitacional, la energía mecánica en el punto inicial será igual a la energía mecánica en el punto final.

EMi = EMf

ECi + EPi = ECf + EPf

Cuando se este analizando un sistema en el cual se encuentre un resorte y este presente la energia potencia elastica, la energia mecánica sera la suma de las tres energias, de igual manera en ausencia de fuerzas disipativas se conserva la energia mecanica.

ECi + EPi + EPei = ECf + EPf   + EPef  

Ejemplo 3.

Una esfera de masa 0,40 kg sale disparada desde un borde inferior de una rampa con velocidad de 5,0 m/s y desde una altura 1,20 m sobre el suelo, como se muestra en la figura. Determine.

a) La energía mecánica en el punto A.
b) La energía cinética, cuando la altura con respecto al suelo es 0,60 m 
c) La velocidad de la esfera, cuando la altura respecto al suelo es 0,60 m.

Solución: 

Ejemplo 4.
Una pelota de masa de 2,60 kg cae partiendo del reposo desde una distancia vertical h=55,0 m antes de pegar en un resorte vertical, el cual se comprime una cantidad Y=15,0 cm. Determine la constante del resorte. 

solución:

A  continuación se encuentran unos videos tutoriales , con ejercicios diversos sobre la conservación de la energia mecánica.