en la tabla 2.6 aparece el valor de la energía que se proporciona algunos electrodomésticos por segundoasimismo se indica la energía en qué se convierte por unidad de tiempo completa la tabla aplicando la ley de la conservación de la energía
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Respuesta:
En física, el término conservación se refiere a algo que no cambia. Esto significa que la variable en una ecuación que representa una cantidad conservativa es constante en el tiempo. Tiene el mismo valor antes y después de un evento.
En física hay muchas cantidades conservadas. A menudo son muy útiles para hacer predicciones en las que de otra manera serían situaciones muy complicadas. En mecánica hay tres cantidades fundamentales que se conservan: la energía, el momento y el momento angular.
Si has visto ejemplos en otros artículos, como, por ejemplo, la energía cinética de elefantes embistiendo, entonces tal vez te sorprenda que la energía es una cantidad conservada. Después de todo, la energía cambia a menudo en las colisiones. Resulta que hay un par de afirmaciones claves que tenemos que añadir:
La energía, como lo discutiremos en este artículo, se refiere a la energía total de un sistema. Cuando los objetos se mueven en el tiempo, su energía asociada (por ejemplo, energía cinética, energía potencial gravitacional, calor) puede cambiar de forma, pero si la energía se conserva, entonces la energía total seguirá siendo la misma.
La conservación de la energía es válida únicamente para sistemas cerrados. Una pelota que rueda por un piso áspero no obedecerá la ley de conservación de la energía, ya que no está aislada del piso; de hecho, este hace un trabajo sobre la pelota debido a la fricción. Sin embargo, si consideramos la pelota junto con el piso, la ley de la conservación de la energía sí se cumple. Normalmente, llamaríamos a esta combinación el sistema piso-pelota.
En problemas de mecánica, es probable que encuentres sistemas que contienen energía cinética (E_KEKE, start subscript, K, end subscript), energía potencial gravitacional (U_gUgU, start subscript, g, end subscript), energía potencial elástica (U_sUsU, start subscript, s, end subscript) y calor (energía térmica) (E_HEHE, start subscript, H, end subscript). Para resolver estos problemas, a menudo comenzamos por establecer la conservación de la energía en un sistema entre un tiempo inicial (subíndice i) y un tiempo posterior (subíndice f).
E_\mathrm{Ki} + U_\mathrm{gi} + U_\mathrm{si} = E_\mathrm{Kf} + U_\mathrm{gf} + U_\mathrm{sf} + E_\mathrm{Hf}EKi+Ugi+Usi=EKf+Ugf+Usf+EHfE, start subscript, K, i, end subscript, plus, U, start subscript, g, i, end subscript, plus, U, start subscript, s, i, end subscript, equals, E, start subscript, K, f, end subscript, plus, U, start subscript, g, f, end subscript, plus, U, start subscript, s, f, end subscript, plus, E, start subscript, H, f, end subscript
Que podemos desarrollar como:
\frac{1}{2}mv_i^2 + mgh_i + \frac{1}{2}kx_i^2 = \frac{1}{2}mv_f^2 + mgh_f + \frac{1}{2}kx_f^2 + E_\mathrm{Hf}21mvi2+mghi+21kxi2=21mvf2+mghf+21kxf2+EHfstart fraction, 1, divided by, 2, end fraction, m, v, start subscript, i, end subscript, squared, plus, m, g, h, start subscript, i, end subscript, plus, start fraction, 1, divided by, 2, end fraction, k, x, start subscript, i, end subscript, squared, equals, start fraction, 1, divided by, 2, end fraction, m, v, start subscript, f, end subscript, squared, plus, m, g, h, start subscript, f, end subscript, plus, start fraction, 1, divided by, 2, end fraction, k, x, start subscript, f, end subscript, squared, plus, E, start subscript, H, f, end subscript
¿A qué nos referimos por sistema aquí?
En la física, un sistema es el sufijo que le damos a una colección de objetos que queremos modelar con nuestras ecuaciones. Si vamos a describir el movimiento de un objeto mediante la conservación de la energía, entonces el sistema debe incluir el objeto de interés y todos los otros objetos con los que interactúa.
En la práctica, siempre tenemos que ignorar algunas interacciones. Al definir un sistema, dibujamos una línea alrededor de las cosas que nos importan, dejando fuera las que no. A las cosas que no incluimos generalmente las llamamos de manera colectiva los alrededores del sistema, ignorando que algunas partes de los alrededores inevitablemente harán que nuestros cálculos sean menos precisos. Sin embrago, no es indigno hacer esto. De hecho, para ser un buen físico es tan importante entender los efectos que necesitas describir como saber qué efectos puedes ignorar.
Considera el problema de una persona que salta en bungee desde un puente. Como mínimo, el sistema debe incluir la persona que salta, el bungee y la Tierra. Un cálculo más preciso podría incluir el aire, que hace un trabajo sobre la persona debido al arrastre o resistencia del aire. Podríamos ir más lejos e incluir el puente y sus cimientos, pero como sabemos que este es mucho más pesado que la persona, podemos ignorarlo. No esperaríamos que la fuerza de un saltador de bungee desacelerando pueda tener algún efecto significativo sobre el puente, en especial si está diseñado para soportar vehículos pesados.