TEOREMA DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGIA

TEOREMA DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA
1. Concepto general de la energía.
En algunas ocasiones la misma palabra no tiene el significado en el lenguaje cotidiano que en el de la física, por ejemplo; masa, peso, energía, trabajo y potencial. Todas las actividades humanas implican energía y transformación de la misma y. Así se define en física como: algo que permite realizar actividades comoestudiar, practicar algún deporte, trabajar etc.
La energía es una magnitud física que se muestra en múltiples manifestaciones.
2. Fuerzas conservativas y no conservativas.
2.1 Fuerzas conservativas.
Cuando el trabajo realizado por una fuerza al mover una partícula de un punto a otro es independiente de la trayectoria seguida por la partícula, entonces esta fuerza se denomina fuerzaconservativa. El peso de una partícula y la fuerza de un resorte elástico son dos ejemplos de fuerzas conservativas encontradas a menudo en mecánica.
El trabajo realizado por el peso de una partícula es independiente de la trayectoria ya que depende solo del desplazamiento vertical de la partícula.
El trabajo realizado por un resorte que actúa sobre una partícula es independiente de la trayectoria de lapartícula ya que depende solo de la extensión o compresión del resorte.
2.2 Fuerzas no conservativas.
Comparemos una fuerza conservativa con una fuerza de rozamiento ejercidas sobre un objeto que se mueve en una superficie fija. El trabajo de la fuerza de rozamiento depende de la trayectoria; a mayor trayectoria entre dos puntos dados, mayor trabajo. No existe una función tal que la diferenciade dos valores de la misma sea igual al trabajo de la fuerza de rozamiento. Cuando un objeto desliza sobre una superficie fija y áspera de vuelta a su posición original, la fuerza de rozamiento se invierte, y en lugar de recuperar el trabajo realizado durante el primer desplazamiento, ha de realizar un nuevo trabajo para el viaje de vuelta. Es decir, el trabajo de rozamiento no es recuperable porcompleto. Cuando solo actúa la fuerza de rozamiento, la energía mecánica total no se conserva. Por esta razón, la fuerza de rozamiento se denomina una fuerza no conservativa o fuerza disipativa. La energía mecánica de una cuerpo se conserva solo cuando no actúan sobre el fuerzas disipativas.
3. Principios de conservación de la energía.
3.1 Principio de la conservación de la energía mecánica.“En ausencia de resistencia del aire o de otras fuerzas disipadoras, la suma de las energías potencial y cinética es una constante, siempre que no se añade ninguna otra energía al sistema.”
Siempre que se aplique este principio resulta conveniente pensar en el principio y el fin del proceso de que se trate. En cualquiera de esos puntos, si hay velocidad v, existe una energía cinética K; si hayaltura h, hay energía potencial U. Si asignamos los subíndices 0 y a los puntos inicial y final, respectivamente, podemos escribir
Energía total en el punto inicial = energía total en el punto final
O, con base en las formula apropiadas

Desde luego, esta ecuación se aplica estrictamente solo en los casos donde no hay fuerzas de fricción y no se añade energía al sistema.
En el ejemplo dondese plantea el caso de un objeto que cae a partir del reposo desde una altura inicial , la energía total inicial es igual a , y la energía total final es Por tanto

Resolviendo esta relación para obtenemos una ecuación útil para determinar la velocidad final a partir de las consideraciones generales sobre la energía de un cuerpo que cae desde el reposo sin que lo afecte la fricción

Cabeseñalar que la masa no es importante al determinar la velocidad final, ya que aparece en todas las formulas de la energía.


Problema-.
Un carro que pesa 640kg se desliza por una vía férrea inclinado (típica montaña rusa); parte del reposo en el punto A y empieza a deslizarse cuesta abajo. Si la fuerza de rozamiento es de 5kg ¿cuál será la velocidad al llegar al punto B, y en el punto C?...