1r ciclo Problema Fuerzas conservativas y no conservativas.

[FisicAlberto]

Cuanta energía consume un coche que que se mueve por la carretera, si este coche comienzaa acelerar hasta que alcanza una velocidad fijada. A partir de ese momento se mantiene la velocidad constante hasta que finalmente cuando se acerca a su meta tiene que decelerar con una aceleración dada hasta que se para. Sobre este coche también actúa una fuerza de rozamiento también dada.

Em=ec+ep, eso bien, pero puesto que la eci=0 porque parte del reposo y la ecf=0 porque se para y \Delta W=(1/2*m*vf^2)-(1/2*m*vi^2)=0.... Eso es porque es conservativa, mi problema es: Cómo calculo la em y la ec de ese sistema para asi hallar la e total del sistema. Todos los datos están dados, menos el trabajo.


Gracias y un saludo.

[oscarmuinhos]

Re: Problema Fuerzas conservativas y no conservativas.

$\Delta W=(1/2.m.v_f^2)-(1/2.m.v_i^2)=0$
Te sucede que las fuerzas que actúan para mover el coche no son conservativas (la única fuerza conservativa que actúa sobre el coche es la fuerza gravitatoria pero esta no realiza trabajo si la trayectoria es horizontal).
Hay un problema similar resuelto en el foro, pero no di localizado el hilo.

Tramo acelerado:
Necesitas aplicar una fuerza F para acelerar el coche y además para vencer el rozamiento. El trabajo de esta fuerza aplicada F1 será la energía que tienes que comunicarle al coche o que te consumirá el coche;

Tramo con movimiento uniforme:
si no hubiera rozamiento, no tendrías que aplicar fuerza alguna al coche (principio de inercia). Pero puesto que hay rozamiento tienes que seguir aplicando una fuerza para contrarrestar la fuerza de rozamiento. El trabajo que realiza esta fuerza F2 es la energía que le tienes que comunicar.

Tramo decelerado:
En teoría aquí no necesitas comunicarle energía alguna al coche. Para parar, puedes apagar el motor y aplicar simplemente los frenos y convertir la energía cinética del coche en calor.
NOTA.En este tramo de frenada, los frenos son los encargados de disipar la energía cinética del coche para reducirla a cero y parar y lo hacen disipándola en forma de calor. La tecnología está trabajando en transformarla en otras formas de energía que puedan ser aprovechables.

[FisicAlberto]

Re: Problema Fuerzas conservativas y no conservativas.

En el tramo con movimiento rectilíneo uniforme no hay fuerza porque la velocidad es constante, pero el coche tiene que seguir a una velocidad determinada, por ejemplo 15m/s, entonces, como la F del viento se pone resistencia y lo frena, se necesitará de una energía que aportará el coche para que se mantenga esa velocidad. La fuerza también está dada y se comporta bajo la la expresión F= constante*v, donde la constante vale 200kg/s,. Mi problema es: ¿¿basta con multiplicar la velocidad de 20m/s a la que se mueve el coche por la constante 200 kg/s y esa sera la energía en J? o como es a lo largo de un recorrido abría que hacerlo con algún diferencial o integral, porque así saco la fuerza del viento contra el coche a esa velocidad, pero no se si la energía alo largo de la trayectoria tenga que ser mayor, ya que la fuerza del viento se mantiene en toda la trayectoria no solo en un instante de tiempo.... eso no lo entiendo muy bien... Un saludo.

[oscarmuinhos]

Re: Problema Fuerzas conservativas y no conservativas.

Creo que este problema al que contesté en otro hilo es, en todo, similar al tuyo.

En este hilo titulado cálculo de consumo energético http://forum.lawebdefisica.com/threa...mo-energético tienes un problema similar

Tienes que calcular la fuerza aplicada en cada uno de esos trayectos teniendo, además, en cuenta que la fuerza de rozamiento es proporcional a la velocidad y luego calcular el trabajo de la fuerza aplicada
Tramo acelerado:
, o sea ,

Tramo uniforme:
,
En este caso (movimiento uniforme) la fuerza la obtienes multiplicando el coeficiente y la velocidad y esta fuerza es constante, porque la velocidad es constante, pero no es así (como ves por las ecuaciones) en el tramo acelerado.

Tramo decelarado:
No necesitamos aplicar fuerza activa externa.
Calculada la fuerza aplicada calculas el trabajo en cada tramo integrando (si la aceleración es constante, las integraciones son fáciles):

Y cuando lo resuelvas si tienes tiempo súbelo: a otros/as que busquen lo mismo o similar puede serles útil