Laboratorio fisica de la conservacion de la energia

CONSERVACIÓN DE LA ENERGIA

OBJETIVOS
* Identificar los tipos de energía.
* Reconocer el principio de conservación de energía en una situación concreta.

FUNDAMENTO TEÓRICO

TRABAJO:

Trabajo se define como la productividad que la energía puede proporcionar al ser aplicada sobre un cuerpo por unidad de tiempo. En esencia, decimos que existe trabajo cuando se produce ciertodesplazamiento por la energía aplicada. Si se empuja una pared no se realiza ningún trabajo ya que la pared permanece en la misma posición; en contraparte si se empuja un vagón, este presenta cierto desplazamiento por lo que se considera que existe trabajo (se obtuvo un producto al aplicar energía).Es la aplicación de una fuerza que provoca un movimiento.
En mecánica el trabajo efectuado por una fuerzaaplicada sobre un cuerpo durante un cierto desplazamiento se define como la integral del producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento. El trabajo es una magnitud física escalar, y se representa con la letra (del inglés Work) o (de Labor) para distinguirlo de la magnitud temperatura, normalmente representada con la letra.

Para encontrar y calcular el trabajo que una fuerzarealiza a lo largo de una trayectoria curvilínea se utiliza el cálculo diferencial. El trabajo que la fuerza realiza en un elemento diferencial de la trayectoria es

donde indica la componente tangencial de la fuerza a la trayectoria, debido a las propiedades del producto escalar. Por eso una fuerza que actúa perpendicular al desplazamiento no realiza trabajo.
Para calcular el trabajo a lo largode una trayectoria entre los puntos A y B basta con integrar entre los puntos inicial y final de la curva:

Es decir, matemáticamente el trabajo es una integral de línea.
Hay casos en los que el cálculo del trabajo es particularmente sencillo. Si el módulo de la fuerza es constante y el ángulo que forma con la trayectoria también es constante tendremos: Fuerza (F) por distancia (d) será igual aTrabajo (W).

Esto es por ejemplo una fuerza constante y una trayectoria rectilínea.
Fuerza paralela a una trayectoria rectilínea
Si además la fuerza es paralela al desplazamiento tendremos:

Y si la fuerza es anti paralela al desplazamiento:

Si sobre una partícula actúan varias fuerzas y queremos calcular el trabajo total realizado sobre esta partícula, entonces representa al vectorresultante de todas las fuerzas aplicadas.

ENERGIA

Capacidad de un sistema físico para realizar trabajo. La materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación con las fuerzas que actúan sobre ella. La radiación electromagnética posee energía que depende de su frecuencia y, por tanto, de su longitud de onda. Esta energía se comunica a la materia cuando absorberadiación y se recibe de la materia cuando emite radiación. La energía asociada al movimiento se conoce como energía cinética, mientras que la relacionada con la posición es la energía potencial. Por ejemplo, un péndulo que oscila tiene una energía potencial máxima en los extremos de su recorrido; en todas las posiciones intermedias tiene energía cinética y potencial en proporciones diversas. Laenergía se manifiesta en varias formas, entre ellas la energía mecánica, térmica, química, eléctrica, radiante o atómica. Todas las formas de energía pueden convertirse en otras formas mediante los procesos adecuados. En el proceso de transformación puede perderse o ganarse una forma de energía, pero la suma total permanece constante.

ENERGIA CINÉTICA Y POTENCIAL

Energía potencial

De acuerdocon su definición, la energía mecánica puede presentarse bajo dos formas diferentes según esté asociada a los cambios de posición o a los cambios de velocidad. La forma de energía asociada a los cambios de posición recibe el nombre de energía potencial.
La energía potencial es, por tanto, la energía que posee un cuerpo o sistema en virtud de su posición o de su configuración (conjunto de...