Conservación de la Energía
Nada puede ser destruida o creada en el universo como energía. Supongamos que una pelota cae desde una altura de 2 metros, sólo tiene energía potencial en el principio, sin embargo, a medida que cae gana energía cinética y su velocidad aumenta. Cuando se golpea el suelo sólo tiene energía cinética. Bueno, ¿dónde está la energía potencial que se tiene al principio? Es totalmente convertido a la energía cinética, como dice la primera frase no puede ser destruida o creada simplemente cambiar de forma. Por lo tanto, nuestra energía potencial también cambia su forma de potencial de la energía cinética. En resumen, la energía del sistema es siempre constante, que puede cambiar sus formas, pero la cantidad de energía total no cambia.
La imagen muestra el cambio de energía de la pelota. Sólo tiene 2mgh energía potencial desde el principio. Cuando se empieza a perder altura gana velocidad en otras palabras la disminución en la cantidad de energía potencial aumenta la cantidad de energía cinética. A la altura h tiene tanto energía potencial y cinética y cuando choca contra el suelo, la energía potencial se convierte en cero y la energía cinética tiene su valor máximo.
Einitial = Efinal
Ejemplo: Mediante el uso de la información dada en la imagen a continuación, encontrar la velocidad de la pelota en el punto D.
Ei=Ef (conservación de la energía)
mg3h=mg2h+1/2mv²
mgh=1/2mv²
v=√2gh
Ejemplo: Un bloque con 2 kg de masa y velocidad de 2 m / s se deslizan sobre el plano inclinado. Si la superficie horizontal tiene fricción constante μ = 0, 4 encontramos la distancia que viaja en horizontal antes de que se detenga.
Nosotros usamos la conservación de la energía en la solución de este problema.
Einitial=Efinal
Einitial=Ep+Ek=mgh+1/2mv² Efinal=0
Einitial=2kg.10m/s².8m+1/2.2kg. (2m/s) ² El trabajo realizado por la fricción=Einitial Einitial=164joule
Wfriction=µ.N.X=0,4.2kg.10m/s².X=Ei
8.X=164joule X=20,5m
Bloque se desliza 20,5 m en horizontal.
Ejemplo: Encontrar la velocidad final de la caja de la imagen dada.
Una vez más el uso del teorema de la conservación de la energía.
Einitial debe ser igual a la Efinal.
Einitial=Ek=1/2mv² Efinal=Ek+Ep=1/2mv’²+mgh
Ei=1/2.2kg.(10m/s)²=100joule Efinal=1/2.2kg.v’²+2kg.10m/s².4m=80+v’²
100=80+v’² v’=2√5m/s
Ejemplo: Encontrar la cantidad de compresión del resorte, si la bola cae libre de 4m y comprime el muelle.
De la ley de conservación de energía que puede encontrar la cantidad de compresión de la primavera.
Ep=1/2.kx² para la primavera
X=1/4m
Pelota se comprime el 1/4m primavera.