La energía mecánica de un cuerpo está compuesta por su energía cinética y potencial. La energía mecánica total de un sistema aislado se conserva si solo actúan fuerzas conservativas, pero no se conserva si hay fuerzas no conservativas como la fricción. En un choque elástico se conservan tanto la energía mecánica total como el momento lineal, mientras que en uno inelástico solo se conserva el momento lineal.

1. ENERGÍA
MECÁNICA
Autor: Adrian Tasipanta Chicaiza

2.  La rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos, y su
evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas se denomina mecánica. En un
cuerpo existen fundamentalmente dos tipos de energía que pueden influir en su
estado de reposo o movimiento: la energía cinética y la potencial.
𝑬 𝒎𝒆𝒄 = 𝑬 𝒄 + 𝑬 𝒑 = 𝒄𝒕𝒆

3.  La energía mecánica es la suma de las siguientes energías:
 Energía cinética. Es la energía que poseen los objetos o un sistema en movimiento, y que depende de su velocidad y su masa. Por ejemplo: una bola en movimiento.
 Energía potencial. Es la energía asociada a la posición de un cuerpo dentro de un campo de fuerzas conservativo, como pueden ser el gravitatorio, el elástico, el eléctrico,
etc. A su vez, la energía potencial puede ser dos tipos:
o Energía potencial gravitatoria. Es la energía que se debe a la acción de la gravedad sobre los cuerpos. Por ejemplo: un objeto que cae desde cierta altura.
o Energía potencial elástica. Es la energía que poseen sistemas deformados por una fuerza. La energía permanece en el sistema hasta que la fuerza deje de aplicarse
y así el sistema vuelve a su forma original, transformando la energía elástica en cinética. Por ejemplo: un resorte que se estira o contrae por medio de una fuerza
externa que, al dejar de ser aplicada, permite al resorte volver a su posición normal, de equilibrio.

4.  El principio indica que la energía no se crea ni se destruye; solo se transforma de una forma a otra. En
este caso la energía total pertenece a la constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de
cada transformación.
 En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, ausencia de rozamientos y sin intervención de
ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno
se conoce con el nombre de principio de conservación de la energía

5.  En el caso general de que en nuestro sistema aparezcan fuerzas no conservativas, la energía mecánica no se conserva. Existen dos contribuciones para el trabajo total Wt:
1. Trabajo de fuerzas conservativas 𝑊𝑐
2. Trabajo de fuerzas no conservativas 𝑊𝑛𝑐
 Por tanto:
 𝑊𝑡 = 𝑊𝑐 + 𝑊𝑛𝑐
 Si sobre un cuerpo actúan fuerzas conservativas y no conservativas, la variación de energía mecánica coincide con el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas

 𝑊𝑛𝑐 = ∆𝐸 𝑚
 La fuerza de rozamiento es uno de los casos más destacados de fuerza no conservativa o disipativa. Imagina el caso sencillo en que lanzas una canica deslizándose por el suelo a cierta velocidad. Al cabo de un tiempo, esta acabará por
pararse. La energía mecánica de la canica está formada únicamente por su energía cinética (Em=Ec+Ep ). Suponiendo la fricción con el aire despreciable, la fuerza de rozamiento, disipativa, va a ser la responsable de que nuestra canica
vaya, poco a poco, perdiendo su energía mecánica (coincidente en este caso con la cinética).

6.  El estudio de los choques en Física tiene un gran interés para distintos campos, como por ejemplo, el de la seguridad automovilística o el de la seguridad en las carreras de competición de
fórmula 1.
 Según el principio de conservación del momento lineal , el momento lineal p→ del sistema se mantiene constante antes y después del choque. Podemos distinguir dos tipos de choques:
 Elásticos: Los cuerpos no sufren deformaciones. Todas las fuerzas son conservativas y por tanto se mantiene, además, la energía mecánica del conjunto.
 Suponiendo un choque entre dos bolas de masa m1 y m2 que viajan antes del choque a v→1 y v→2 respectivamente, y después del choque a v→´1 y v→´2 respectivamente, nos
queda que se deben cumplir de forma simultánea las siguientes expresiones:
 𝑚1 ∗ 𝑣1 + 𝑚2 ∗ 𝑣2 = 𝑚1 ∗ 𝑣′1 + 𝑚2 ∗ 𝑣′2

1
2
𝑚1 ∗ 𝑣1
2 +
1
2
𝑚2 ∗ 𝑣2
2 =
1
2
𝑚1 ∗ 𝑣′1
2
+
1
2
𝑚2 ∗ 𝑣′2
2
2. Inelásticos: Los cuerpos sufren deformaciones. El principio de conservación del momento lineal se mantiene vigente. Sin embargo, intervienen fuerzas no conservativas que hacen que
la energía mecánica se disipe. Por tanto la energía cinética del sistema se disipa. Es el caso, por ejemplo, de las vallas elásticas de seguridad de algunos circuitos de competición.

7.  Un cuerpo de 40 kg resbala por el plano inclinado liso de la figura; llegando al suelo con 20m/s. Calcular la energía mecánica en A; en B; y la altura h; sabiendo que el
cuerpo parte del reposo

 𝐸𝑚 𝐴 = 𝐸𝑚 𝐵

 𝐸𝑐 + 𝐸𝑝𝑔 + 𝐸𝑝𝑒 = 𝐸𝑐 + 𝐸𝑝𝑔 + 𝐸𝑝𝑒

1
2
𝑚 ∗ 𝑣2
+ 𝑚𝑔ℎ + 0 =
1
2
𝑚 ∗ 𝑣2
+ 𝑚𝑔ℎ + 0


1
2
40 ∗ 0 2
+ (40 ∗ 10 ∗ ℎ) =
1
2
40 ∗ 202
+ (40 ∗ 10 ∗ 0)

 (400ℎ𝑖) = 8000𝑖𝑖
 ℎ =
8000
400
= 20 𝑚

8.  Se arroja verticalmente hacia arriba una pelota con una velocidad de 20 m/s , desde
lo alto de un edificio de 10 metros de altura Calcule:
a) la altura máxima que alcanza la pelota
b) Velocidad con que llega al suelo