Experimento LA LATA OBEDIENTE

EXPERIMENTO: LA LATA OBEDIENTE

INTRODUCCION
En ausencia de rozamientos, el trabajo realizado sobre un cuerpo se invertirá, en el caso más general, en aumentar tanto su energía cinética como su energía potencial.
Esta es la situación de un cuerpo que es empujado hacia arriba sobre un plano inclinado sobre el cual gana altura y además gana velocidad. La ecuación general W = E toma ahora laforma:


Utilizando las expresiones de la energía potencial gravitatoria y de la energía cinética, resulta:

Ecuación que representa la relación más general entre el trabajo y la energía mecánica bajo sus dos formas, cinética y potencial.
Si h = 0 se trata de un movimiento horizontal Si (v2) = 0 el movimiento no cambia en velocidad.
Esta misma ecuación general permite analizar y discutir lascondiciones de conservación de la energía mecánica y sus consecuencias.
El hecho de que la energía de un cuerpo sometido a fuerzas se conserve durante el movimiento, es consecuencia del tipo de fuerzas que actúan sobre él. Si se considera el movimiento de caída de un cuerpo de masa m deslizándose sin rozamiento por un plano inclinado, la fuerza que provoca el movimiento es la fuerza del peso, omás exactamente, su componente útil (componente de la fuerza en la dirección del movimiento). El trabajo de acuerdo con su definición vendrá dado por:

Donde la fuerza del peso es igual a m · g. El ángulo j que forman la fuerza del peso y la dirección del movimiento, coincide con el ángulo del vértice superior del plano inclinado, de modo que:

Y por tanto, sustituyendo en la expresión deltrabajo, resulta:

En esta expresión final no aparece el espacio s recorrido por el móvil, lo que indica que el trabajo realizado por las fuerzas del peso no depende del camino seguido, sino únicamente de las posiciones inicial y final del cuerpo. El trabajo hubiese sido el mismo si se hubiera dejado al cuerpo caer verticalmente desde la misma altura.
Esta propiedad matemática de las fuerzas delpeso es la responsable de que cuando actúan ellas solas, la energía mecánica total del cuerpo se conserve durante el movimiento. Por tal motivo se las denomina fuerzas conservativas.


Cuando un cuerpo transmite energía a otro, la energía cedida por el primero es igual a la ganada por el segundo: la bola que está en movimiento se para al chocar con otra, y ésta se pone en movimiento. De esta formanunca se pierde la energía sino que se transmite
CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA
Cuando se consideran únicamente transformaciones de tipo mecánico, es decir, cambios de posición y cambios de velocidad, las relaciones entre trabajo y energía se convierten de hecho en ecuaciones de conservación, de modo que si un cuerpo no cede ni toma energía mecánica mediante la realización de trabajo, lasuma de la energía cinética y de la energía potencial habrá de mantenerse constante. En efecto, si

Pero decir que la suma Ep + Ec no varía entre los estados inicial y final equivale a afirmar que su energía mecánica total se mantiene constante a lo largo del movimiento:

El sistema podrá variar su energía cinética y su energía potencial y cambiar por tanto de velocidad y de posición, con laúnica restricción de que la suma de aquéllas se mantenga constante. Así, un aumento en el término de energía cinética debe llevar asociado la disminución correspondiente de la energía potencial para que en conjunto nada cambie. Este sería el caso de un péndulo ideal sin rozamientos; si se le eleva a una altura dada y se le suelta a continuación, el péndulo oscilará indefinidamente, ganando velocidada medida que pierde altura y posteriormente ganando altura a medida que pierde velocidad. Esta transformación continua e indefinida de energía potencial en energía cinética y viceversa es una consecuencia de la ecuación de conservación:

La conservación de la energía mecánica explica el principio empírico formulado por Galileo y defendido posteriormente por Leibniz según el cual un cuerpo...