Fuerzas Conservativas

No todas las fuerzas se comportan igual desde el punto de vista energético. El trabajo que realizan sobre los cuerpos puede o no variar dependiendo del camino que siga el cuerpo en su desplazamiento. Este criterio será el que nos sirva para clasificar las fuerzas en conservativas y no conservativas o disipativas.

Definición de Fuerza Conservativa

La definición anterior tiene varias implicaciones:

1. Sólo las fuerzas conservativas dan lugar a la energía potencial. El cálculo del trabajo realizado por fuerzas conservativas se reduce a una simple resta:
   Wfcons=-?Ep 
2. El trabajo realizado por las fuerzas conservativas a lo largo de un camino cerrado es cero
3. Cuando movemos un cuerpo venciendo una fuerza conservativa que se opone, el trabajo realizado aumenta la energía potencial del cuerpo
4. Las fuerzas conservativas conservan la energía mecánica del sistema $por ejemplo la fuerza gravitatoria$
5. Las fuerzas no conservativas o disipativas disipan la energía mecánica del sistema $por ejemplo la fuerza de rozamiento$

Ejemplo de Trabajo Realizado por Fuerza Conservativa

Vamos a calcular el trabajo realizado por la fuerza peso $fuerza gravitacional$, que es una fuerza conservativa, en las tres situaciones de la figura, suponiendo que la fricción con el aire y con la rampa es cero.

Figura a

• Fuerza que actúa:
  P?=-m·g·j? 
• Desplazamiento:
  ?r?=$hf-hi$·j?=-h·j? 

Con los datos anteriores, calculamos el trabajo mediante la expresión:

W=P?·?r?=-m·g·j?·$-h$·j?=m·g·h 

Figura b

En este caso hemos de tener presente la nueva orientación del sistema de referencia.

• Fuerza que actúa:
  P?=m·g·sin?·i?-m·g·cos?·j? 
• Desplazamiento:
  ?r?=l·i? 

Con los datos anteriores, calculamos el trabajo mediante la expresión:

W=P?·?r?=$m·g·sin?·i?-m·g·cos?·j?$·$l·i?$=m·g·sin?·l?h=m·g·h 

Figura c

• Fuerza que actúa:
  P?=-m·g·j? 
• Desplazamiento:
  ?r?=$xf-xi$·i?+$hf-hi$·j?=$xf-xi$·i?+$-h$<m