Conservacion de la energía

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CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
Se define la energía mecánica de una partícula como la suma de su energía cinética y de su
energía potencial: E = Ec + Ep .
El teorema de las fuerzas vivas o teorema de la energía cinética nos dice que el trabajo total
realizado sobre una partícula por las distintas fuerzas actuantes es igual al cambio de energía
cinética que experimenta la partícula: W = ΔEc .
El trabajo total es la suma del realizado por las fuerzas conservativas (WC ) y el efectuado por las
fuerzas no conservativas (WNC ): W =WNC +WC .
(Recordemos que las fuerzas conservativas son las que pueden devolver el trabajo que se realiza
para vencerlas, como la fuerza de un muelle o las fuerzas centrales.)
Por otra parte, el trabajo realizado exclusivamente por las fuerzas conservativas se puede
expresar como una disminución de la energía potencial de la partícula: WC = -ΔEp .
En resumen, podemos escribir:
W = ΔEc =WNC +WC =WNC - ΔEp  entonces WNC = ΔEc + ΔEp  entonces WNC = ΔE
Lo anterior expresa el resultado conocido como principio de conservación de la energía
mecánica
:
La energía mecánica de un cuerpo sujeto únicamente a fuerzas conservativas se mantiene
constante
.
Si WNC = 0  entonces ΔE = 0 entonces E = cte entonces ΔEc = ΔEp
Es decir: el aumento de energía cinética conlleva una disminución de energía potencial (y al
revés). Ej.: la energía potencial gravitatoria de una piedra que cae desde un puente se transforma
en energía cinética y la energía mecánica permanece constante durante toda la caída (si
despreciamos la fricción con el aire).
Cuando actúan también fuerzas no conservativas, el trabajo realizado por éstas produce una
variación en la energía mecánica del cuerpo
. Por ejemplo, si existe rozamiento se disipa parte de
la energía y el cuerpo se frena. Pero la energía mecánica disipada se transforma en algún otro
tipo de energía; en el caso del rozamiento se produce un aumento de la energía interna del
sistema cuerpo-superficie de fricción, que se manifiesta en un incremento de la temperatura.
Así llegamos al principio general de conservación de la energía:
Si consideramos el conjunto de todo el sistema como un todo aislado (sin interacción con ningún
otro sistema), la energía total del sistema es constante
. La energía no puede crearse ni destruirse;
en los procesos físicos ocurren intercambios de energía, pero siempre de forma que la energía
total se mantenga constante.

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