Energía Mecánica y su Conservación

Energía Mecánica Y Su Conservación.
Energía Mecánica.
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. La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas. Las formas familiares deenergía mecánica son la cinética y la potencial.
Energía cinética.
Se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad según la ecuación: 
            Ec = ½ m . v2 
Con lo cual un cuerpo de masa m que lleva una velocidad v posee energía.





Energía potencial.
Se define como la energía determinada por la posición de los cuerpos. Estaenergía depende de la altura y el peso del cuerpo según la ecuación: 
            Ep = m . g . h = P . h 
Con lo cual un cuerpo de masa m situado a una altura h (se da por hecho que se encuentra en un planeta por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se la llama energía potencialgravitatoria. Hay: Energía Potencial Gravitatoria y Energía Potencial Elástica.








Energía P. Gravitatoria: es la energía asociada con la fuerza gravitatoria. Esta dependerá de la altura relativa de un objeto a algún punto de referencia, la masa, y la fuerza de la gravedad.
Por ejemplo, si un libro apoyado en una mesa es elevado, una fuerza externa estará actuando en contra de la fuerzagravitacional. Si el libro cae, el mismo trabajo que el empleado para levantarlo, será efectuado por la fuerza gravitacional.
Energía P. Elástica: es el aumento de energía interna acumulada en el interior de un sólido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformación.
Ley De La Conservación De La Energía.
Afirma que la cantidad total de energía encualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía caloríficaen un calefactor.
Conservación De La Energía Mecánica.
Para sistemas abiertos formados por partículas que interactúan mediante fuerzas puramente mecánicas o campos conservativos la energía se mantiene constante con el tiempo:
.
Dónde:
, es la energía cinética del sistema.
, es la energía potencial gravitacional del sistema.
, es la energía potencial elástica del sistema.
Es importante notarque la energía mecánica así definida permanece constante si únicamente actúan fuerzas conservativas 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 energíamecánica "se transforma" en energía del campo electromagnético y viceversa.
Sistemas termodinámicos 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 engeneral estos sistemas aun pudiendo experimentar cambios reversibles sin disipación tampoco 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, visco elasticidad, etc.), que involucran la aparición de deformaciones irreversibles y por...