FUERZAS CONSERVATIVAS Y NO CONSERVATIVAS RELACIONES TRABAJO-ENERGÍA

1. FUERZAS CONSERVATIVAS Y NO CONSERVATIVASRELACIONES TRABAJO-ENERGÍA

2. Calcula el trabajo realizado por la fuerza peso al soltar una masa m desde una altura h, hasta llegar al suelo, siguiendo dos caminos distintos: 1.- Por la vertical. 2.- Por un plano inclinado a, sin rozamiento m h P a P

3. Calcula el trabajo realizado por la fuerza peso, al desplazar una masa m desde una altura ho hasta una altura h, siendo h>ho. . A partir de la expresión final indica la fórmula de la Ep asociada a la fuerza peso. h ho Fext Dh P

4. Calcula el trabajo realizado por la fuerza elástica, al estirar el extremo libre de un muelle desde una posición xo hasta una posición x, siendo x>xo. . A partir de la expresión final indica la fórmula de la Ep asociada a la fuerza elástica. FE Fext Xo x

5. Fuerzas conservativas.- • Cuando una fuerza es conservativa: • a) el trabajo que realiza sobre un objeto que se desplaza entre dos posiciones distintas, es independiente de la trayectoria que el objeto siga entre ellas y, depende sólo de las posiciones inicial y final del objeto. • b) se le puede asociar una energía potencial. • c) el trabajo que realiza sobre un objeto que se desplaza entre dos posiciones distintas, coincide con la disminución de la energía potencial del sistema: • WFC = - ΔEp = -(Ep – Epo) = Epo – Ep • d) el trabajo que realiza sobre un objeto que se desplaza entre dos posiciones coincidentes (trabajo para un ciclo cerrado) vale cero. • WFC(CICLO) = 0

6. Fuerzas no conservativas.- • Una fuerza es NO CONSERVATIVA si el trabajo que realiza sobre un objeto depende de la trayectoria tomada por el objeto entre sus puntos final e inicial. • Algunos ejemplos comunes de fuerzas no conservativas son la fuerza de rozamiento y las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo. • Demuestra que la fuerza de rozamiento FR es una FUERZA NO CONSERVATIVA. Para ello estudia el trabajo realizado por la fuerza al desplazar m de A a B y regresar nuevamente a A (ciclo cerrado). FR Fext A B

7. RELACIONES TRABAJO-ENERGÍA • WTOTAL = WFC + WFNC • a)Teorema de la fuerzas vivas • WTOTAL= ∆Ec • b) Trabajo realizado por una fuerza conservativa • WFC = - ∆Ep • Sustituyendo en la primera ecuación y ordenando: • WFNC = ∆Ec + ∆Ep • En sistemas en donde no existen fuerzas no-conservativas: • Eco + Epo = Ec +Ep • PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA