Tweet
Buenas noches.
Me han surgido algunas preguntas sobre las fuerzas conservativas a raíz de un problema muy simple, que espero haber resuelto correctamente.
El problema es este: <<Sobre un bloque de 100 kg actúa una fuerza paralela a un plano inclinado 60º por el que el cuerpo asciende con velocidad constante. Si el coeficiente de rozamiento es 0,3 y el bloque asciende una altura (vertical) de 15 m, calcula el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento y la variación de energía potencial del objeto.>>
No tienen ningún misterio ni el cálculo del trabajo realizado por la fuerza de rozamiento ni la variación de la energía potencial, como (1), con h = 15 m, pero al pensar en cálculo de la variación de energía potencial haciendo uso del teorema de conservación de la energía: (2), he pensado que la fuerza no conservativa no es solamente la fuerza de rozamiento, sino que la fuerza externa, F, paralela al plano también debe serlo. De esa forma (3) y como (4) entonces (5). Así, el resultado en la variación de la energía potencial usando (1) y (5) es el mismo.
Según esto y atendiendo a (4), se puede expresar una fuerza conservativa como combinación de fuerzas no conservativas, y entiendo, por tanto, que (3) se aplica al la suma de los trabajos de las fuerzas no conservativas. Si estos trabajos o estas fuerzas no conservativas pueden ponerse en función de fuerzas conservativas, como en este caso, adelante con los faroles. Primera pregunta: ¿Este razonamiento es correcto?
Por otro lado, y esto es lo que me perturba, si se simplifica el problema prescindiendo del rozamiento, la fuerza externa será igual a la componente x del peso, y si quiero calcular la variación de energía potencial con el principio de conservación de la energía mecánica, obtengo que, puesto que la variación de energía cinética es nula (el cuerpo sube con velocidad constante), la variación de energía potencial sería nula (resultado absurdo). Es decir que, creo que debería considerar que aunque , F es no conservativa y realiza un trabajo igual y de signo opuesto al de Px (¡fuerza conservativa!). A partir de ahí opero y saco la . De estar forma estoy aplicando el principio de conservación de la energía en lugar de el principio de conservación de la energía mecánica. Este resultado me desconcierta pues pensaba que una fuerza externa constante era conservativa, y con más razón si coincide numéricamente con una fuerza conservativa como es una componente del peso. Segunda pregunta: ¿Alguien podría aclararme este punto?
Muchas gracias de antemano. Un saludo
Me han surgido algunas preguntas sobre las fuerzas conservativas a raíz de un problema muy simple, que espero haber resuelto correctamente.
El problema es este: <<Sobre un bloque de 100 kg actúa una fuerza paralela a un plano inclinado 60º por el que el cuerpo asciende con velocidad constante. Si el coeficiente de rozamiento es 0,3 y el bloque asciende una altura (vertical) de 15 m, calcula el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento y la variación de energía potencial del objeto.>>
No tienen ningún misterio ni el cálculo del trabajo realizado por la fuerza de rozamiento ni la variación de la energía potencial, como (1), con h = 15 m, pero al pensar en cálculo de la variación de energía potencial haciendo uso del teorema de conservación de la energía: (2), he pensado que la fuerza no conservativa no es solamente la fuerza de rozamiento, sino que la fuerza externa, F, paralela al plano también debe serlo. De esa forma (3) y como (4) entonces (5). Así, el resultado en la variación de la energía potencial usando (1) y (5) es el mismo.
Según esto y atendiendo a (4), se puede expresar una fuerza conservativa como combinación de fuerzas no conservativas, y entiendo, por tanto, que (3) se aplica al la suma de los trabajos de las fuerzas no conservativas. Si estos trabajos o estas fuerzas no conservativas pueden ponerse en función de fuerzas conservativas, como en este caso, adelante con los faroles. Primera pregunta: ¿Este razonamiento es correcto?
Por otro lado, y esto es lo que me perturba, si se simplifica el problema prescindiendo del rozamiento, la fuerza externa será igual a la componente x del peso, y si quiero calcular la variación de energía potencial con el principio de conservación de la energía mecánica, obtengo que, puesto que la variación de energía cinética es nula (el cuerpo sube con velocidad constante), la variación de energía potencial sería nula (resultado absurdo). Es decir que, creo que debería considerar que aunque , F es no conservativa y realiza un trabajo igual y de signo opuesto al de Px (¡fuerza conservativa!). A partir de ahí opero y saco la . De estar forma estoy aplicando el principio de conservación de la energía en lugar de el principio de conservación de la energía mecánica. Este resultado me desconcierta pues pensaba que una fuerza externa constante era conservativa, y con más razón si coincide numéricamente con una fuerza conservativa como es una componente del peso. Segunda pregunta: ¿Alguien podría aclararme este punto?
Muchas gracias de antemano. Un saludo
Comentario