Post on 08-Jul-2015
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Fuerzas
ConservativasTrabajo y Energía
Mec Clásica
U4
EQUIPO 6
Integrantes
LILLY VELÁZQUEZ ROGELIO ENRIQUE
PONCE MORA MIGUEL ANGEL
QUIBRERA VILLARNOVO MARCO
RAMON BRAVO CLAUDIO
SMEK BAÑOS HUGO
4.5 Fuerzas conservativas
« Es aquella que realiza el
mismo trabajo al mover un
objeto a lo largo de cualquier
camino entre dos puntos
determinados, A y B.»
Ejemplo
Ej: la gravedad
Fuerza conservativa
Se puede demostrar calculando el trabajo gravitatorio a lo
largo de dos caminos diferentes que unan los mismos puntos
inicial y final
El WAB a lo largo del camino ACB es:
WAC = Fg h = mgh
El WCB = 0 por que Fg es perpendicular al movimiento
El W total a lo largo de ACB:
WACB = WAC+WCB = mgh + 0 = mgh
Fuerzas conservativas
El WAB a lo largo del plano inclinado es igual a la componente de Fg paralela al plano inclinado multiplicado por la distancia d.
WAB = m g sen Φ d
Pero, ACB es un triángulo rectángulo:
sen Φ = h
d
Por lo que WAB = m g h d = mgh = WACB
d
Así, el W desde A hasta B es el mismo que a lo largo de ACB
Trabajo
« El trabajo, en mecánica clásica, es el producto de una fuerza (en la dirección del desplazamiento) por la distancia que recorre (s) . La fuerza que realiza trabajo es la componente Fx = F cos α ; mientras que Fy no realiza trabajo.»
Es el caso de una fuerza constante y trayectoria rectilínea.
Fuerza paralela a una trayectoria rectilínea.
Además, si la fuerza es paralela al
desplazamiento, tendremos:
Si la fuerza es paralela al desplazamiento, pero en sentido
contrario:
Ejercicios
Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo
punto de aplicación se traslada 7 m,
Si el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del
desplazamiento son 0°, 60°, 90°.
TRABAJO REALIZADO POR UNA
FUERZA VARIABLE
El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos
A y B es la suma de todos los trabajos infinitesimales.
Ejercicios
Calcular el trabajo necesario para estirar un muelle 5 cm, si la
constante del muelle es 1000 N/m.
La fuerza necesaria para deformar un muelle es F=1000·x N, donde x
es la deformación. El trabajo de esta fuerza se calcula mediante la
integral.
El área del triángulo de la figura es (0.05·50)/2=1.25 J
Ejercicios
Hallar la velocidad con la que sale una bala después de
atravesar una tabla de 7 cm de espesor y que opone una
resistencia constante de F=1800 N. La velocidad inicial de la
bala es de 450 m/s y su masa es de 15 g.
El trabajo realizado por la fuerza F es -1800·0.07=-126 J
Principio de la
conservación de la
Energía
Mec Clásica
U4
EQUIPO 6
Principio de la conservación de la
energía
«La ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una
forma a otra.»
Constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque
dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.
Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. En un proceso irreversible, la entropía de un
sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al estado termodinámico físico anterior. Así un sistema físico aislado puede cambiar
su estado a otro con la misma energía pero con dicha energía en una forma menos aprovechable.
Ejemplo
Un movimiento con fricción es un proceso
irreversible por el cual se convierte energía
mecánica en energía térmica. Esa energía térmica
no puede convertirse en su totalidad en energía
mecánica de nuevo ya que, como el proceso
opuesto no es espontáneo, es necesario aportar
energía extra para que se produzca en el sentido
contrario.
Energías
Formulas
Ejercicios
Ejercicios
Ejercicios