Fuerzas Conservaivas Y No
Definición de Fuerza Conservativa
Decimos que una fuerza es conservativa cuandoel trabajo que realiza sobre un cuerpo depende sólo de los puntos inicial y final y no del camino seguido para llegar de uno a otro.
La definición anterior tiene varias implicaciones:
1. Sólo las fuerzasconservativas dan lugar a la energía potencial. El cálculo del trabajo realizado por fuerzas conservativas se reduce a una simple resta:
Wfcons=−∆Ep
2. El trabajo realizado por las fuerzasconservativas a lo largo de un camino cerrado es cero
3. Cuando movemos un cuerpo venciendo una fuerza conservativa que se opone, el trabajo realizado aumenta la energía potencial del cuerpo
4. Las fuerzasconservativas conservan la energía mecánica del sistema (por ejemplo la fuerza gravitatoria)
5. Las fuerzas no conservativas o disipativas disipan la energía mecánica del sistema (por ejemplo la fuerza derozamiento)
Ejemplo de Trabajo Realizado por Fuerza Conservativa
Vamos a calcular el trabajo realizado por la fuerza peso (fuerza gravitacional), que es una fuerza conservativa, en las tressituaciones de la figura, suponiendo que la fricción con el aire y con la rampa es cero.
Figura a
Fuerza que actúa: P→=−m⋅g⋅j→
Desplazamiento: ∆r→=(hf−hi)⋅j→=−h⋅j→
Con los datos anteriores, calculamos eltrabajo mediante la expresión:
W=P→⋅∆r→=−m⋅g⋅j→⋅(−h)⋅j→=m⋅g⋅h
Figura b
En este caso hemos de tener presente la nueva orientación del sistema de referencia.
Fuerza queactúa: P→=m⋅g⋅sin(ϑ)⋅i→−m⋅g⋅cos(ϑ)⋅j→
Desplazamiento: ∆r→=l⋅i→
Con los datos anteriores, calculamos el trabajo mediante la expresión:
W=P→⋅∆r→=⎛⎝⎜m⋅g⋅sin(ϑ)⋅i→−m⋅g⋅cos(ϑ)⋅j→⎞⎠⎟⋅⎛⎝⎜l⋅i→⎞⎠⎟=m⋅g⋅sin(ϑ)⋅lh=m⋅g⋅h
Figura c...
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