Energi A Mecanica

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Energía mecánica.Conservación de la energía.
ENERGÍA POTENCIAL
Hay dos tipos de energía potencial que tenés que conocer. Una es la potencial
gravitatoria, que tiene que ver con la altura a la que está un objeto. La otra es la
potencial elástica, que tiene que ver con la distancia que está comprimido o
estirado un resorte. Entonces, título:
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA
Suponé que sostengouna cosa a 1 m del piso y la suelto.

Al principio la cosa tiene velocidad inicial cero. Pero resulta que cuando toca el
piso tiene una velocidad Vfinal . Es decir que, inicialmente, la energía cinética vale
cero ( v0 = 0 ) y al final NO. ( Vf no es cero ).

La pregunta entonces es: ¿ Quién fue el que le entregó energía al cuerpo ?
Yo no fui porque el cuerpo cayó solo ( yo no lo empujé para abajo).
La respuesta a esta pregunta es:
La fuerza Peso es la que le dio energía al cuerpo. El peso recorrió una distancia de
1 m e hizo un trabajo que vale: LPeso = P ⋅ 1 m. Ese trabajo se convirtió en energía
cinética.

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La conclusión que saco de acá es que un cuerpo que está a una determinada altura
tiene energía. Esa energía es igual al trabajo que la fuerza peso puede realizar si
se deja caer alcuerpo desde esa altura.
¿ Y cuánto vale el trabajo que puede realizar la fuerza peso ?
Bueno, el trabajo realizado por una fuerza es F . d . En este caso la fuerza es el
peso y la distancia es la altura hache. Por lo tanto, si se suelta un peso P desde
una altura h, el trabajo valdrá pe por hache.
Ep = P ⋅ h

ó

m⋅g⋅h

Energía potencial que
tiene un cuerpo de peso
P que está a una altura h.Ejemplo
Calcular la Epot del
cuerpo que está
arriba de la mesa.

Ep = m ⋅ g ⋅h
⇒ E p = 1 Kg ⋅ 9 ,8

m
⋅1m
s2

⇒ Ep = 9,8 Joule

l

Energia Potencial
Que tiene el objeto

Fijate lo siguiente: la energía potencial se mide en Joules, como la energía
cinética y todas las demás energías.
Esta Ep que tiene el objeto es con respecto al piso. Al calcular energías
potenciales, uno siempre tiene que indicar elnivel de referencia, es decir, el lugar
desde donde uno empieza a medir la altura.
ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA
Un resorte que está comprimido también tiene energía almacenada.
¿ Cómo es eso ?. Fijate:
Resorte comprimido
tratando de empujar
a un cuerpo.

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El tipo no se mueve porque está trabado. Pero si yo ahora saco el clavo,...
¿ qué pasa ?
Ahora el cuerpo
sale despedido con
una velocidad V.Inicialmente el cuerpo estaba quieto y no tenía energía cinética. Al soltar el
resorte el tipo se mueve con una velocidad V y su energía cinética valdrá ½ m ⋅ v
2
.
¿ De dónde salió esa energía ?
RTA.: Del resorte. El resorte comprimido tenía una energía almacenada. Al soltarlo
se descomprime y le entrega toda esa energía al cuerpo. Esto hace que el objeto
adquiera una velocidad V.
¿ Hasta acá meseguiste ?
Voy a calcular ahora cuánto vale esa energía almacenada en el resorte.
Supongamos que tengo lo siguiente:
Un resorte que no está ni
comprimido ni estirado.
Ahora lo estiro
una distancia ∆x.

Esta situación la puedo representar así:
La fuerza del
resorte varía
con la posición.

En este dibujito F representa a la fuerza que hago yo para estirar el resorte.
( que es igual y contraria a laque el resorte hace sobre mi mano ). Ojo, esta

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fuerza no es constante. Aumenta con la posición según la ley de HooKe ( F = K ⋅
∆x ).
Es decir que lo que yo tendría sería algo así:

Esta fuerza, al ir moviéndose va a realizar trabajo. Ese trabajo es el que queda
almacenado en el resorte como energía potencial elástica.
¿ Vale ese trabajo F ⋅ ∆x ?
RTA: No. Eso sería si F fuera una fuerzaconstante, pero F es una fuerza
variable.
¿ Cómo hago entonces para resolver el asunto ?
Bueno, miralo así: voy a considerar una fuerza intermedia entre la inicial y la
final:

La fuerza inicial vale cero ( resorte ni comprimido ni estirado ).
La fuerza final vale F = K ⋅ ∆x . Haciendo el promedio me queda:
F0

FProm

Es decir:

F

f
"
! $#
0 + K ⋅ Δx
=
2

FProm = 21 K ⋅ Δx

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Fuerza promedio....