Energia Potencial

Podemos generalizar nuestra definición de trabajo para incluir una fuerza que varía en dirección, no sólo en magnitud, con un desplazamiento curvo. Suponga que una partícula se mueve de P1 a P2 siguiendo una curva. Dividimos la curva entre esos puntos en muchos desplazamientos vectoriales infinitesimales, siendo uno representativo. Cada es tangente a la trayectoria en su posición. Sea la fuerza en un punto representativo de la trayectoria, y sea f el ángulo entre y en ese punto. De manera que el elemento pequeño de trabajo dW realizado sobre la partícula durante el desplazamiento.

dW= F cosf dl=Fi d=F S*dl

Ahora al hablar de fuerza conocemos que La potencia es la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. Puede asociarse a la velocidad de un cambio de energía dentro de un sistema, o al tiempo que demora la concreción de un trabajo. Por lo tanto, es posible afirmar que la potencia resulta igual a la energía total dividida por el tiempo. Se puede indicar que la potencia es la fuerza, el poder o la capacidad para conseguir algo.

7. ENERGIA POTENCIAL Y CONSERVACION DE LA ENERGIA.

7.1 La energía potencial gravitacional es la energía que posee un objeto, debido a su posición en un campo gravitacional. El uso más común de la energía potencial gravitacional, se da en los objetos cercanos a la superficie de la Tierra donde la aceleración gravitacional, se puede presumir que es constante y vale alrededor de 9.8 m/s2. Puesto que el cero de energía potencial gravitacional, puede elegirse en cualquier punto (como la elección del cero de un sistema de coordenadas), la energía potencial a una altura h por encima de ese punto es igual al trabajo que sería requerido para elevar el objeto a esa altura sin cambio neto en su energía cinética. Puesto que la fuerza requerida para elevar un objeto es igual a su peso, se sigue que la energía potencial gravitacional es igual a su peso multiplicado por la altura a la que se eleva.

EPG= peso*altura

La expresión general para la energía potencial gravitacional, surge de la ley de la gravedad, y es igual al trabajo realizado contra la gravedad, para llevar una masa a un punto determinado del espacio. Como consecuencia de la naturaleza de la fuerza de gravedad dependiente del inverso del cuadrado, la fuerza se acerca a cero para grandes distancias, y por tanto cobra sentido elegir el cero de energía potencial gravitacional a una distancia exterior infinita. Entonces, la energia potencial gravitacional cerca de un planeta es negativa, puesto que la gravedad realiza un trabajo positivo cuando se acerca la masa. Este potencial negativo es indicativo de un "estado ligado"; una vez que la masa está cerca de un cuerpo grande, es atrapada hasta que algo pueda suministrarle energía suficiente que le permita escapar.

7.2 Ya habiendo dejado claro eso hablemos de otro tipo de energía potencial conocida como elástica, La energía potencial elástica es energía potencial almacenada como consecuencia de la deformación de un objeto elástico, tal como el estiramiento de un muelle. Es igual al trabajo realizado para estirar el muelle, que depende de la constante del muelle k así como la distancia estirada. De acuerdo con la ley de Hooke, la fuerza requerida para estirar el muelle es directamente proporcional a la cantidad de estiramiento.

7.3 En este tipo de fuerzas podemos encontrar otras 2 llamadas conservativas y no conservativas;

Conservativas: Las fuerzas conservativas son aquellas en las que el trabajo a lo largo de un camino cerrado es nulo. El trabajo depende de los puntos inicial y final y no de la trayectoria.

No conservativas: En contraposición, las fuerzas no conservativas son aquellas en las que el trabajo a lo largo de un camino cerrado es distinto de cero. Estas fuerzas realizan más trabajo cuando el camino es más largo, por lo tanto el trabajo no es independiente del camino.

Las fuerzas no conservativas no pueden representarse en términos de energía potencial; no obstante, podemos describir sus efectos en términos de energías distintas de la cinética y la potencial. Cuando un automóvil con frenos bloqueados se derrapa hasta detenerse, se calientan los neumáticos y el camino. La energía asociada a este cambio en el estado de los materiales se denomina energía interna. Cuando se eleva la temperatura de un cuerpo, aumenta su energía interna; si se reduce su temperatura, disminuye su energía interna.

7.4 La energía potencial es una energía que resulta de la posición o configuración del objeto. Un objeto puede tener la capacidad para realizar trabajo como consecuencia de su posición en un campo gravitacional (energía potencial gravitacional), un campo eléctrico (energía potencial eléctrica), o un campo magnético (energía potencial magnética).

7.5 Cuando una partícula se mueve en línea recta bajo la acción de una fuerza conservativa, podemos entender mejor los posibles movimientos examinando la gráfica de la función de energía potencial. Empleamos el término diagrama de energía para una gráfica así, la cual muestra tanto la función de energía potencial, como la energía de la partícula bajo la influencia de la fuerza.

8. MOMENTO LINEAL, IMPULSO Y CHOQUES.

8.1 Siempre que hablamos de movimiento nos referimos a los conceptos de posición, velocidad y aceleración para describirlo. Y cuando nos referimos a interacciones entre cuerpos siempre hablamos de fuerzas. En forma natural, estos dos hechos físicos, movimiento de un cuerpo y fuerzas que actúan sobre él, se relacionan. Todos sabemos que un cuerpo en movimiento tiene la capacidad de ejercer una fuerza sobre otro que se encuentre en su camino. Llamaremos momento lineal o cantidad de movimiento a la magnitud que nos permite medir esta capacidad.

Fue el propio Newton quien introdujo el concepto de momento lineal ue combina las magnitudes características de una partícula material en movimiento: su masa (toda partícula material tiene masa) y su velocidad La idea intuitiva tras esta definición está en que la "cantidad de movimiento" dependía tanto de la masa como de la velocidad: si podemos imaginar una mosca y un camión, ambos moviéndose.

8.2 El principio de conservación del momento lineal establece que si la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o sistema es nula, su momento lineal permanece constante en el tiempo.

8.3 El principio de conservación del momento lineal tiene una importante aplicación en el estudio de fenómenos como choques,

...