Fisica

Universidad Autónoma
De Chihuahua
Facultad de Ingeniería

ENERGIA POTENCIAL
Y CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA



Doctor: Hugo Nava

AAlumno: Claudia Griselda González Rangel
Matricula: 265097

INDICE:

ENERGÍA POTENCIAL Y CONSERVACION DE LA ENERGÍA 3
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL 3
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA 4
EFECTO DE OTRAS FUERZAS 4
ENERGÍA POTENCIALGRAVITACIONAL PARA MOVIMIENTO CURVO: 5
ENERGIA EN EL MOVIMIENTO DE PROYECTILES 6
ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA. 6
MOVIMIENTO CON ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA Y TRABAJO EFECTUADO POR OTRAS FUERZAS 9
FUERZAS CONSERVATIVAS Y NO CONSERVATIVAS 11
FUERZAS CONSERVATIVAS. 11
FUERZAS NO CONSERVATIVAS. 12
LA LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA 13
FUERZA Y ENERGÍA POTENCIAL 13
FUERZA Y ENERGÍA POTENCIALEN TRES DIMENSIONES 13
DIAGRAMAS DE ENERGÍA 14

“ENERGÍA POTENCIAL Y CONSERVACION DE LA ENERGÍA”

ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL

Una partícula gana o pierde energía cinética porque interactúa con otros objetos que ejercen fuerzas sobre ella. En cualquier interacción, el cambio de energía cinética de una partícula es igual al trabajo total efectuado sobre la partícula por todas lasfuerzas que actúan sobre ella.
En muchas situaciones, parece que se almacena energía en un sistema para recuperarse después. Por ejemplo, hay que efectuar trabajo para levantar una roca pesada sobre la cabeza. Parece razonable que, al levantar la roca en el aire, se está almacenando energía en el sistema, la cual se convierte después en energía cinética al dejar caer la roca. . Este tipo de energía esuna medida del potencial o posibilidad de efectuar trabajo.

Este tipo de energía es una medida de la potencial posibilidad de efectuar trabajo.
Lo dicho sugiere que hay energía potencial asociada al peso de un cuerpo: la energía potencial gravitacional. La fuerza gravitacional W realiza trabajo durante el movimiento vertical de un cuerpo desde una altura inicial a una altura final.
Laenergía potencial gravitacional (a) disminuye si el cuerpo se mueve hacia abajo y (b) aumenta si se mueve hacia arriba.
Queremos determinar el trabajo efectuado por el peso cuando el cuerpo cae de una altura y1, sobre el origen de una altura menor y2.
El peso y el desplazamiento tienen la misma direccion, así que el trabajo Wgrav efectuado sobre el cuerpo por su peso es positivo:
Wgrav = Fs = w (y1– y2) = mgy1- mgy2
Esta expresión también da el trabajo correcto cuando el cuerpo sube y y2 es mayor que y1. En tal caso y1 – y2 es negativo y w grav es negativo porque el peso y el desplazamiento tienen direcciones opuestas.
U= mgy (energía potencial gravitacional)
Valor inicial es U1 = mgy1 y su valor final es U2 = mgy2
Cambio en U ∆= U2 – U1, el trabajo expresado en Wgrav realizado porla fuerza gravitacional durante el desplazamiento de y1 a y2 como:
Wgrav= U1 – U2 = (U2 – U1) = - ∆U
El signo negativo es fundamental, ya que cuando el cuerpo sube, y aumenta el trabajo realizado por la gravedad es negativo y la energía gravitacional aumenta, si el cuerpo baja disminuye.

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

El teorema de trabajo-energía dice que el trabajo total efectuadosobre el cuerpo es igual al cambio en su energía cinética; Wtot=ΔK=K2 – K1. Si la gravedad es la única fuerza que actúa, entonces, por la ecuación Wtot = Wgrav = -ΔU= U1 – U2- juntando esto tenemos
ΔK= -ΔU o K2 – K1 = U1 – U2
Que podemos escribir como
K1 + U1 = K2 + U2
12mv21+mgy1=12mv22+mgy2
Ahora definimos la suma K + U de las energías cinética y potencial como E, la energía mecánica totaldel sistema. Por “sistema”, nos referimos al cuerpo de masa m y la tierra consideramos juntos, porque U es una propiedad compartida de ambos cuerpos. Así E1=K1 – U1 es la energía mecánica total en y1 y E2= K2 + U2 es la energía mecánica total en y2.
EFECTO DE OTRAS FUERZAS

Si otras fuerzas actúan sobre el cuerpo además de su peso, entonces Fotras no es 0. La fuerza aplicada por el...