Slides from my Physics I classes (Yachay Tech University, 2nd Semester, 2017)

1. T R A B A J O Y E N E R G Í A
UNIDAD 4

2. 4.5. FENÓMENOS DE DISIPACIÓN
• Pueden darse casos en los que no todas las fuerzas que
afectan a una partícula sean de tipo conservativo.
• Las fuerzas no conservativas realizan un trabajo que
depende de la trayectoria que tome la partícula.
• En las fuerzas no conservativas si el punto inicial y final
son el mismo el trabajo no será nulo.
• Que una trayectoria cerrada en particular dé un trabajo
nulo no quiere decir nada: con que al menos una
trayectoria dé un valor diferente de cero se prueba que
la fuerza es no conservativa.

3. 4.5. FENÓMENOS DE DISIPACIÓN
• Las fuerzas que dependen de otras fuerzas son no
conservativas.
• Un ejemplo es la fuerza de rozamiento, pues depende
de la fuerza normal.
• La normal tampoco es conservativa.
• Los procesos caloríficos y sonoros involucran fuerzas
no conservativas.

4. 4.5. FENÓMENOS DE DISIPACIÓN
• La fuerza de rozamiento depende del trayecto y de la
distancia total recorrida.
• No es FR una fuerza constante, aunque su módulo sí lo
sea: su dirección y sentido dependen de la trayectoria
que tome la partícula.
• La normal depende de la superficie de contacto, luego
puede cambiar su valor microscópicamente
dependiendo de las rugosidades que vaya encontrando.

5. 4.5. FENÓMENOS DE DISIPACIÓN
• Independientemente de las fuerzas que actúen sobre
una partícula el teorema trabajo-energía siempre se
cumple.
• Supongamos que el trabajo total efectuado sobre una
partícula está compuesto de una contribución
conservativa y otra no conservativa:

6. 4.5. FENÓMENOS DE DISIPACIÓN
• El trabajo realizado por fuerzas no conservativas
alterará la energía mecánica de la partícula vinculada a
un sistema.
• El principio de conservación de la energía mecánica no
se cumple si existen fuerzas no conservativas que
generen trabajo.
• Dicha no conservación puede disminuir el valor de la
energía mecánica.
• Si actúan fuerzas de fricción la energía mecánica se
reduce, se disipa.

7. 4.5. FENÓMENOS DE DISIPACIÓN
• El trabajo no conservativo de la fricción es negativo, ya
que hace que DEm < 0: la energía mecánica final es
menor que al principio.
• Dicha energía mecánica disipada se emplea en
aumentar la energía térmica del sistema.
• Vemos que este aumento de energía depende de la
trayectoria seguida y de una fuerza no constante.
• Se tiene que DEterm > 0 pues la fricción aumenta la
temperatura del sistema.

8. 4.5. FENÓMENOS DE DISIPACIÓN
• Según leyes físicas que no se
estudian en este curso, el trabajo
no conservativo de la fuerza de
rozamiento siempre aumenta la
energía térmica del sistema.
• Es decir, la temperatura de un
sistema nunca puede reducirse
por fenómenos de fricción.
• Como se puede inferir, aunque la
energía mecánica no se conserve
sí lo hace la energía total del
universo.

9. 4.5. FENÓMENOS DE DISIPACIÓN
• De manera general, las fuerzas no conservativas
generan trabajo en un proceso irreversible, es decir, no
se podrá volver a la condición inicial únicamente usando
las mismas fuerzas.
• Es por esto que las fuerzas no conservativas no poseen
asociada ninguna energía potencial.
• Es importante indicar que no todos los trabajos no
conservativos se emplean en disminuir la energía
mecánica.
• Procesos internos o químicos pueden hacer que DEm >
0, luego describen también procesos irreversibles.