Conceptos clave de fuerzas conservativas y no conservativas

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Una fuerza conservativa es aquella cuyo trabajo depende solo de las posiciones inicial y final, no de la trayectoria. Se expresa mediante una función escalar llamada energía potencial, con trabajo nulo en una trayectoria cerrada.

Los campos conservativos incluyen el gravitatorio y el electrostático, pero no el magnético. Las fuerzas elásticas (Ley de Hooke) son conservativas, mientras que el rozamiento no lo es.

La dirección de las fuerzas conservativas depende de la posición en el campo, no del movimiento de la partícula. En contraste, las fuerzas no conservativas varían con el movimiento.

Energía potencial gravitatoria: La energía potencial entre dos masas se relaciona con el trabajo realizado por la fuerza del campo. El potencial gravitatorio es la energía potencial por unidad de masa en un punto.

Energía mecánica y principio de conservación: En presencia de fuerzas conservativas y no conservativas, el trabajo total equivale a la variación de energía cinética. Las fuerzas no conservativas afectan la energía mecánica.

Ley de Coulomb: Interacción entre cargas eléctricas proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

La dirección de la fuerza entre cargas depende de sus signos. Las fuerzas electrostáticas son a distancia y cumplen el principio de superposición.

El campo electrostático es una zona perturbada por una carga, afectando a otras cargas cercanas. Las líneas de campo electrostático son tangentes al vector de campo, indicando la intensidad y dirección del campo.

Las superficies equipotenciales tienen el mismo potencial electrostático. Son perpendiculares a las líneas de campo y orientadas hacia potenciales decrecientes.

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