Material De Trabajo Aut Nomo Conservaci N De La Energ A

Material de trabajo autónomo

Unidad de aprendizaje 4

Material de trabajo autónomo
Semana 5 Sesión 1

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Energía potencial. Conservación de la energía

Índice
Instrucciones___________________________________________________ 3
I.

ENERGIA POTENCIAL_________________________________________ 4
Energía potencial gravitatoria ________________________________ 4
Energía potencial elástica___________________________________ 5

II.

FUERZAS CONSERVATIVAS ____________________________________ 7

III. CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA ______________________ 7
Conservación de la energía __________________________________ 8
Balotario para La práctica _______________________________________ 10

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Material de trabajo autónomo Semana 5 sesión 1

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Material de trabajo autónomoSemana 5 sesión 1
Energía Potencial. Conservación de la energía
Material producido por Yuri Milachay, Jorge de la Flor y Soledad Tinoco
Física 1. Área de Ciencias
Edición: TICE, UPC
Copyright © UPC, 2011

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Material de trabajo autónomo Semana 5 sesión 1

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Instrucciones
A continuación, encontrarás una guía de estudios especialmente diseñada para
trabajar el libro de texto de Física para laCiencia y la Tecnología de los Autores
Tipler y Mosca, Tomo I, 6° edición, Ed. Reverté.
En este material encontrarás enfoques conceptuales alternativos, así como
ejercicios desarrollados y sugeridos que completarán tu preparación para los
temas abordados en la semana.

Es importante que intentes resolverlos por ti mismo. De esta
manera, podrás reconocer cuánto has aprendido sobre el tema.

Pararesolver cada uno de los problemas, puedes apoyarte en el
Libro de texto, el material de clase y tus apuntes de la semana.

Ingresa al foro de la semana para plantear tus dudas sobre los
puntos que no hayan quedado claros. El foro te permite
interactuar con tus compañeros, tu profesor y el asistente del
curso, intercambiando opiniones y profundizando algunos temas.

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I.

ENERGIA POTENCIAL

La energía potencial es la energía almacenada que posee un sistema como
resultado de las posiciones relativas de sus componentes. Esta energía
almacenada es el resultado de la realización de cierto trabajo sobre el sistema.
Por ejemplo, cuando se eleva hasta cierta altura un bloque o cuando se
comprime un resorte. En cada uno de estos casos elsistema adquiere la
capacidad de realizar trabajo.

Un resorte comprimido
Un cuerpo elevado a
cierta altura

Energía potencial gravitatoria
Un cuerpo adquiere energía potencial gravitatoria cuando realiza un trabajo
contra la gravedad para colocarlo a cierta altura en relación con el plano
horizontal. Cuando cae un cuerpo de masa m desde una altura h su peso realiza
un trabajo igual a:

W=

y2

∫−mgdy = mgy

1

− mgy 2

y1

U = mgy
Energía potencial gravitatoria
W = U1 − U 2

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Se debe tener en cuenta que la energía potencial gravitacional asociada a un
objeto sólo depende de la altura vertical de éste sobre la superficie de la Tierra.
En problemas de trabajo que abarquen a la energía potencial gravitacional es
necesario establecerigual a cero su valor en algún punto. La elección del nivel del
cero es arbitraria puesto que lo importante es la diferencia en la energía
potencial y esta diferencia es independiente de la elección del nivel cero.
Con frecuencia es conveniente elegir la superficie de la tierra como la posición de
referencia para energía potencial cero.

Problema
Un libro de 2,0 kg se desliza por un plano inclinadode pendiente 30° sin
rozamiento. Parte del reposo en el tiempo t = 0 desde lo alto del plano inclinado
a una altura de 20 m sobre el suelo.
¿Cuál es la energía potencial original del libro relativo al suelo?
Solución
La energía potencial del cuerpo se obtiene de la siguiente manera:
U = 2, 0 × 9,81 × 20 J

U = 3,9 × 10 2 J

Energía potencial elástica
Un resorte deformado posee energía...