Energía Potencial y Conservación de la Energía
Energía potencial gravitacional
Es la que almacenan los cuerpos por encontrarse a una altura determinada respecto a un nivel cero de referencia.
La fórmula que te permite calcular la energía potencial gravitatoria que posee un cuerpo es:
Donde:
Ep = energía potencial gravitatoria medida en J.
m = masa medida en kg.
g = aceleración de la gravedad medida en m/s2
h = altura medida respecto al piso (cero de referencia) en m.
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Energía potencial elástica
Es la energía acumulada en un cuerpo elástico tal como un resorte.
Se calcula como:
K = Constante del resorte
Δx = Desplazamiento desde la posición normal
Epe = Energía potencial elástica
K = Constante del resorte
Δx = Desplazamiento desde la posición normal
Epe = Energía potencial elástica
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Fuerzas conservatiivas y no conservativas.
Fuerzas conservativas
Para un cuerpo de masa m que se mueve del punto 1 al 2 y luego del punto 2 al 1.
Una fuerza es conservativa si el trabajo efectuado por ella sobre una partícula que se mueve en cualquier viaje de ida y vuelta es nulo.
L = 0
Fuerzas no conservativas
Para un cuerpo de masa m que se mueve del punto 1 al 2 y luego del punto 2 al 1.
Una fuerza es no conservativa si el trabajo efectuado por ella sobre una partícula que se mueve en cualquier viaje de ida y vuelta es distinto de cero.
L ≠ 0
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Fuerza y energía potencial.
Un fuerza es conservativa cuando el trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre los valores inicial y final de una función que solo depende de las coordenadas. A dicha función se le denomina energía potencial.
B∫AF·dr=EpA−EpB Ep=Ep(x,y,z)
El trabajo de una fuerza conservativa no depende del camino seguido para ir del punto A al punto B.
El trabajo de una fuerza conservativa a lo largo de un camino cerrado es cero.
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Diagramas de energía.
Esta energía potencial se caracteriza por un pozo de potencial de profundidad – U0
Las rectas horizontales representan diferentes niveles de energía
Los puntos de intersección son los puntos de retorno
Suponemos una partícula fija en el origen y estudiamos el movimiento de otra
para diferentes valores de su energía mecánica total
E U K
La partícula esta en estado ligado para
E 0
no esta ligada para E>0
Si
U r 0
En un estado dado E es constante: un nivel de energía
El mínimo de la energía potencial es – U0 y ocurre en r0
Si la partícula no tiene K es un punto de equilibrio estable
La energía cinética de la partícula en un punto esta dada por
E U K
corresponde a la distancia vertical entre la curva e la energía y el nivel de la
energía.
Cuando la partícula esta en estado ligado su movimiento esta restringido entre
los dos puntos de retorno donde K=0 (momentáneamente en reposo, invierte su
sentido) la velocidad aumenta conforme se acerca a r0
Cuando tiene energía
Los puntos de retorno son
''
1 1 r
- E2 los puntos de retorno son ' 2 2 r r,
- E3 no esta ligada y tiene un solo punto de retorno r3 cuando se acerca su velocidad aumenta hasta r0 y luego comienza a disminuir hasta anularse en r3, invierte su sentido y se va
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Recuperado de:
- http://fisica1.fisica.edu.uy/2013/FyE-diagramas.pdf
- https://joaquinmagnotsalcedotorres.files.wordpress.com/2010/04/trabajo-y-energia2.pdf
- https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial
- http://www.aulafacil.com/cursos/l10352/ciencia/fisica/fisica-general-ii/energia-potencial-elastica
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