Fisica

COLEGIO DE BACHILLERES

FÍSICA MODERNA I

FASCÍCULO 3. CONSERVACIÓN DE
LA ENERGÍA MECÁNICA

Autores: Oseas Mecinas Contreras
Guillermo Jesús Rosas Martínez

COLEG IO DE
BACHILLERES

Colaboradores

Asesoría Pedagógica
María Elena Huesca del Río
José Manuel López Estrada
Revisión de Contenido
Salvador Godoy Salas
Diseño Editorial
Leonel Bello Cuevas
Javier Darío Cruz Ortiz2

ÍNDICE

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INTRODUCCIÓN
PROPÓSITO
CUESTIONAMIENTO GUÍA

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CAPÍTULO 1 CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
MECÁNICA
1.1 TRABAJO MECÁNICO
1.1.1 Relación Energía – Trabajo

1.2 ENERGÍA MECÁNICA
1.2.1 Energía Cinética
1.2.2 Energía Potencial
1.2.3 Fuerzas

1.3 CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
MECÁNICA
1.3.1 Colisiones

11

11
15
16
16
24
31
34
41

RECAPITULACIÓN

44ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN

45

AUTOEVALUACIÓN

48

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA

49

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INTRODUCCIÓN

La energía tiene infinidad de aplicaciones en la vida: tecnológicas, industriales y
domésticas. Se explota una amplia variedad de recursos energéticos, desde
combustibles fósiles hasta el átomo. Por desgracia no es posible aprovechar la mayor
parte de la energía ya quedurante el proceso de uso tiene grandes pérdidas; la energía
con la que se dispone es limitada.
La ley de la conservación de la energía es uno de los principios más importantes de la
Física, ya que a partir de esta se establecen formas respecto a su conservación y
utilización.
En mecánica, relatividad, gravitación, termodinámica, electromagnetismo, Física atómica
o Física nuclear, la ley de laconservación de la energía es de suma importancia, lo que
se comprobará con el estudio de la energía mecánica.

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PROPÓSITO

Con base en las características del trabajo mecánico y su relación con la energía,
analizarás las características de la energía mecánica para establecer la ley de la
conservación de la energía mecánica y qué sucede con la energía potencial y cinética en
lascolisiones.
Lo anterior lo lograrás considerando las características de la energía potencial y cinética
y, a partir de una actividad experimental (colisiones), concluirás con la ley de la energía
mecánica; las características de lo que sucede con esta energía, considerando los
choques elásticos e inelásticos.
Comprenderás en que condiciones se cumple la ley de la conservación de la energíamecánica y establecerás el concepto de energía de configuración de un sistema (análisis
de los choques elásticos).

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CUESTIONAMIENTO GUÍA

Como recordarás, la Física estudia las propiedades de la materia y la energía, pero,
¿por qué necesitamos estudiar las propiedades de la energía? ¿Qué tipo de energía
conoces? ¿Cómo se mide y que beneficios nos proporciona? ¿Qué relación hayentre
energía y trabajo? Desde el punto de vista de la Física, ¿quién realiza más trabajo, un
futbolista o un investigador? ¿Por qué? La respuesta a esta y otras preguntas la
encontrarás al estudiar, en este fascículo, las propiedades de la energía y su interacción
con la materia para lograr un mayor y eficiente aprovechamiento de la energía.

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CAPÍTULO 1
CONSERVACIÓN DE LAENERGÍA MECÁNICA
1.1 TRABAJO MECÁNICO
La Física define trabajo como “una forma para medir la energía teniendo como
antecedente que las personas tienden a medir el trabajo que realizan por el cansancio
que sienten”, pero podemos preguntarnos acerca de las máquinas cómo se cuantifica la
energía que emplean y cuál es el resultado de su trabajo.
Anteriormente consideramos que para levantar un cuerpoera necesario aplicar una
fuerza, cuanto más pesado era éste mayor sería la fuerza y como consecuencia el
trabajo sería mayor. De la misma manera, si la altura a la que se levantaba el cuerpo era
mayor, el trabajo sería mayor. De la misma manera, si la altura a la que se levantaba el
cuerpo era mayor, el trabajo sería mayor. De este análisis concluimos una relación para
el trabajo:
W = pa,...