energia mecanica

La energía mecánica puede manifestarse de diversas maneras.
La energía mecánica se puede definir como la forma de energía que se puede transformar en trabajo mecánico de modo directo mediante un dispositivo mecánico como una turbina ideal. Las formas familiares de energía mecánica son la cinética y la potencial.
Conservación de la energía mecánica[editar]
Para sistemas abiertos formados porpartículas que interactúan mediante fuerzas puramente mecánicas o campos conservativos la energía se mantiene constante con el tiempo:
.
Donde:
, es la energía cinética del sistema.
, es la energía potencial gravitacional del sistema.
, es la energía potencial elástica del sistema.
Es importante notar que la energía mecánica así definida permanece constante si únicamente actúan fuerzasconservativas sobre las partículas. Sin embargo,existen ejemplos de sistemas de partículas donde la energía mecánica no se conserva:
• Sistemas de partículas cargadas en movimiento. En ese caso los campos magnéticos no derivan de un potencial y la energía mecánica no se conserva, ya que parte de la energía mecánica "se transforma" en energía del campo electromagnético y viceversa.
• Sistemastermodinámicos que experimentan cambios de estado. En estos sistemas la energía mecánica puede transformarse en energía térmica o energía interna. Cuando hay producción de energía térmica, en general, existirá disipación y el sistema habrá experimentado un cambio reversible (aunque no en todos los casos). Por lo que en general estos sistemas aún pudiendo experimentar cambios reversibles sin disipacióntampoco conservarán la energía mecánica debido a que la única variable conservada es la energía interna.
• Mecánica de medios continuos disipativos que involucran fluidos disipativos o sólidos anelásticos (plasticidad, viscoelasticidad, etc), que involucran la aparición de deformaciones irreversibles y por tanto disipación, aparición de calor o cambios internos irreversibles, donde la variación deentropía no es nula.

Forma integral[editar]
Para un medio continuo material la conservación de la energía (de origen mecánico o termodinámico) implica que para cualquier porción de materia de dicho medio continuo se satisface la siguiente relación:
(1)
El primer término es la variación de la energía interna y la energía cinética de la porción de materia, el primer término del segundomiembro la potencia volumétrica y el segundo término la potencia transmitida a través de la superficie de la porción de materia:
región ocupada por la porción de materia en el instante inicial y un instante posterior t.
, densidad másica, energía interna por unidad volumen del medio continuo y campo de velocidades.
, densidad de fuerza y tensión mecánica.
, calor generado por unidad de volumeny calor transmitido por flujo de calor a través de la frontera de la porción.
Si la energía mecánica se conserva estrictamente en una situación la igualdad anterior se reduce a:
(2)
Si las propiedades del medio continuo varían suavemente (i.e., son representables por funciones diferenciables) la ecuación (1) admite una forma diferencial:

Si la energía interna permanece invariable y no hayflujos térmicos o generación de color por disipación se tiene:









Energía cinética
.

Los carros de una montaña rusaalcanzan trayectoria. Cuando comienzan a elevarse, la energía cinética comienza a ser convertida a energía potencial gravitacional, pero, si se asume una fricción insignificante y otros factores de retardo, la cantidad total de energía en el sistema sigue siendoconstante.
En física, la energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su...