7. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

ENERGÍA MECÁNICA (E)

La suma de las energías cinética y potencial se llama energía mecánica total.

E = K + U

Donde:

K = Es la energía cinética

U = Energía potencial

E = Energía mecánica total

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

En un sistema conservativo (donde sòlo fuerzas conservativas efectúan trabajo), la sumatoria de todos los tipos de energía cinética y potencial es constante y es igual a la energía mecánica total del sistema.

E_o = E

K_o + U_o = K + U

½ mv_o² + mgh_o =½ mv² + mgh

Donde:

 E_o = Energía mecánica inicial

E = Energía mecánica final

Nota: Solo se conserva la energía mecánica cuando solamente actúan fuerzas conservativas o cuando no hay fuerzas de fricción, porque si hay fuerzas de fricción parte de la energía se convierte en calor, sonido u otro tipo de energía. La ultima ecuación se utiliza cuando no hay resortes en el problema en estudio.

Estrategias para resolver problemas en las que se utiliza la energía mecánica

Primero decida si conviene resolver el problema con métodos energéticos (los métodos energéticos son el teorema trabajo-energía y ley de conservación de la energía mecánica) o utilizando la segunda ley de Newton directamente, también puede ser una combinación de métodos energéticos y segunda ley de Newton (cuando el problema involucra velocidad y fuerza). Si el problema implica tiempo transcurrido, el enfoque de energía no suele ser el mejor porque en él no interviene el tiempo directamente.

Pasos empleando la conservación de la energía mecánica:

1.    Si utiliza el enfoque de energía primero decida cuáles son los estados inicial y final del sistema. Utilice subindice para indicar la posición inicial y final. Resulta útil hacer dibujos que muestren los estados inicial y final.

2.    Defina su sistema de coordenadas o sistema de referencia, sobre todo el nivel en el h = y =0. Esto servirá para calcular la energía potencial gravitacional. La ecuación U = mgh o 

      U = mgy, donde y (+) si se encuentra arriba del sistema de referencia y y (-) si se encuentra abajo del sistema de referencia.