1r ciclo Fuerza normal, conservativa o no.

[FeynmanDLuis]

Buenas, me ha surgido la siguiente duda. ¿Es o no es conservativa la fuerza normal? Lo que tengo claro es que hay casos en los que no es conservativa y otros en los que no realiza trabajo (luego, puedo suponer que en esos casos es conservativa). Pero entonces me surge la siguiente duda, para que una fuerza sea conservativa;

a) Tiene que ser siempre, en todo caso posible, conservativa.

b) Dependiendo del caso, es conservativa o no conservativa. Y entonces hay fuerzas que no son conservativas ni no conservativas, hasta que se evalúan en un determinado caso. Como por ejemplo la tensión o la fuerza normal. Y estas fuerzas, en su concepto general no son conservativas ni no conservativas.

Saludos y gracias.

[arivasm]

Re: Fuerza normal, conservativa o no.

La fuerza normal suele proceder de las propiedades elásticas de los materiales que participan en ella. No hace falta complicarse mucho la vida para observarlo: mira de perfil la balda de una estantería con libros y verás la deformación asociada con dicha fuerza. Por tanto, ¿es o no conservativa? Si la deformación es suficientemente pequeña como para mantenerse en el límite de elasticidad entonces sí es conservativa. Si se excede ese límite, y el material queda deformado permanentemente entonces no lo es.

Exactamente lo mismo puede decirse de la tensión de una cuerda, como mencionas.

La práctica totalidad de las situaciones que aparecen en los cursos de Física manejan los materiales como sólidos indeformables, de manera que la elasticidad está absolutamente garantizada, como también que no habrá deformación (o será directamente despreciable). No obstante, en tales casos lo más sencillo es obviar la cuestión y plantear directamente que no importa dicho carácter: si se maneja como conservativa entonces tiene asociada una energía potencial constante, si se maneja como no conservativa entonces no realiza trabajo (en realidad esto mismo vale para el caso anterior).

Terminaré con un ejemplo para que se entienda la importancia de la no deformabilidad: piensa en un péndulo un tanto especial, en el que la cuerda ha sido substituida por un chicle. No te costará apreciar que la tensión ni siquiera tendrá carácter normal, realizando un trabajo igual a la energía que extrae del sistema y que deforma permanentemente la "cuerda".

[FeynmanDLuis]

Re: Fuerza normal, conservativa o no.

No entiendo la parte en la que dices que se puede manejar como conservativa o no conservativa. Pensaba que si una fuerza es conservativa y la manejas como no conservativa o al revés, podías obtener resultados erróneos.

En un principio, pensaba en este ejemplo: una bola cae a una superficie, después de caer, se queda en reposo, luego, no tiene energía mecánica y al principio si, por eso debe de haber alguna fuerza no conservativa, y la única que hay es la normal (que según creo es una fuerza de ligadura). No se si este ejemplo será correcto, si no, te agradecería que me dijeses en que me he equivocado.

Un saludo y gracias.

[sater]

Re: Fuerza normal, conservativa o no.

Si solo piensas en la idealización de que en el proceso solo actúa la fuerza gravitatoria y la fuerza normal es normal que no funcione la aplicación a la vida real, donde hay deformaciones y rozamiento.
Cuando la pelota cae pierde energía por el rozamiento del aire, que suele depender de la velocidad a la que cae y del cuerpo en concreto. Cuando choca, por lo general rebota o no depende de su elasticidad. Si te lo imaginas como una pelota, esta se deforma y en esa deformación se calientan sus moléculas, por lo que la energía potencial gravitatoria que tenía ha pasado a calor superficial (muy poco) por el rozamiento y a calor interno (se incrementa su energía interna) por la deformación.
Ahora supón que tiras una roca (que no rebota), y es prácticamente un sólido rígido (indeformable). Aun así, sufre el rozamiento y el choque hace vibrar sus moléculas, pero estas tienen una estructura más ordenada (cristalina) que no se deforma, y si ves como es el choque verás a donde va su energía y momento (esto va porque arivasm hizo las cuentas en cierto hilo en el que alguien lo preguntó, para acabar concluyendo que las piedras del lado completamente opuesto de la tierra se elevaban tras el choque algo así como una trillonésima de metro).
Un saludo y si me equivoco que me corrijan.